- 無線通信網(wǎng)絡(luò)輻射源及特點(diǎn)
- 無線通信網(wǎng)絡(luò)電磁輻射傷害定量分析
- 應(yīng)對無線通信網(wǎng)絡(luò)電磁輻射的措施
- 嚴(yán)格頻率管理,規(guī)范電磁輻射設(shè)備設(shè)置
- 嚴(yán)格大功率短波長無線電臺(tái)站審批
無線通信網(wǎng)絡(luò)輻射源及特點(diǎn)
一般來說,在無線通信網(wǎng)絡(luò)中,基站發(fā)射系統(tǒng)、衛(wèi)星地球通信站、移動(dòng)臺(tái)(手機(jī),小靈通等)、無線路由器、無線AP,都是可以產(chǎn)生各種形式、不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射源。
電磁輻射場區(qū)可分為近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場。通常,對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等),電場要比磁場強(qiáng)得多;對于電壓低電流大的場源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具),磁場要比電場大得多。遠(yuǎn)區(qū)場為弱場,其電磁場強(qiáng)度均較小。所以,對于一個(gè)固定的可以產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁輻射源來說,應(yīng)注意電磁輻射近區(qū)場的防護(hù),包括對作業(yè)人員及處在近區(qū)場環(huán)境內(nèi)人員的防護(hù),和對位于近區(qū)場內(nèi)的各種電子、電氣設(shè)備的防護(hù)。而在遠(yuǎn)區(qū)場,通常對人的危害較小,這時(shí)應(yīng)該考慮的主要因素就是對信號(hào)的保護(hù)。
無線通信網(wǎng)絡(luò)電磁輻射傷害定量分析
輻射傷害分為游離輻射傷害和非游離輻射傷害。當(dāng)高能量電磁波把能量傳給其他物質(zhì)時(shí),有可能撞出該物質(zhì)內(nèi)原子、分子的電子,使物質(zhì)內(nèi)充滿帶電離子,這種效應(yīng)稱為“游離化”,游離化電磁波產(chǎn)生的傷害就稱為游離輻射傷害,游離輻射傷害會(huì)與身體內(nèi)的物質(zhì)搶奪電荷,產(chǎn)生離子破壞生理組織。非游離輻射傷害分為熱效應(yīng)的非游離輻射傷害和無熱效應(yīng)的非游離輻射傷害,非游離傷害為一中低能輻射,產(chǎn)生的能量不打斷分子鍵或使原子游離。
產(chǎn)生游離輻射傷害的電磁波頻段是1012~1024Hz,而無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用的頻段為150MHz、450MHz、800MHz、1.9GHz、2.4GHz、3.5GHz及5GHz或更高頻段,所使用的頻段全落在了非游離傷害所屬的頻率范圍內(nèi),遠(yuǎn)低于1012Hz,所以無線通信網(wǎng)絡(luò)中的電磁輻射不會(huì)對人體產(chǎn)生游離輻射傷害,僅對人體產(chǎn)生非游離輻射傷害。
熱效應(yīng)定量分析
人體是一個(gè)有機(jī)的生物體,時(shí)刻都在進(jìn)行著新陳代謝,新陳代謝產(chǎn)生熱量可以使人體體溫維持在正常的溫度范圍內(nèi),以保證人體生理系統(tǒng)的正常生理機(jī)能。生理學(xué)研究表明,人體新陳代謝產(chǎn)生熱量約為100W,人身體表面積約為2m2,若人體要保持溫度平衡,則人體要向外輻射能量的功率大小也應(yīng)該為100W
而人體對微波的吸收約為50%,所以,當(dāng)輻射場強(qiáng)功率大于10mW/cm2時(shí),人體吸收輻射平均功率也大于5mW/cm2,這時(shí)人體平均散熱功率小于人體吸收輻射平均功率,多余的能量回存在體內(nèi),造成對人體的傷害。故輻射功率密度傷害規(guī)格為8~10mW/cm2。
單一輻射場強(qiáng)密度與安全滯留時(shí)間
由于無線通信網(wǎng)絡(luò)的射頻輻射傷害具有累積效應(yīng),所以當(dāng)處于射頻輻射下時(shí),人體是不會(huì)立即受到傷害的,只有隨時(shí)間推移,累積到一定程度時(shí)才會(huì)對人體造成傷害。這個(gè)累積過程為安全滯留時(shí)間。按ANSI(AmericanNationalSecurityInstitute)規(guī)定
其中,K1為頻段內(nèi)場強(qiáng)密度規(guī)格值,與頻率關(guān)系如圖1所示,對某頻率是一定值。K2為該頻段場強(qiáng)密度現(xiàn)場測量值,場強(qiáng)密度的現(xiàn)場測量值越大,安全滯留時(shí)間T越短;反之測量值越小,安全滯留時(shí)間T越長。
多個(gè)不同頻段輻射源安全滯留時(shí)間
多個(gè)頻段輻射源下,安全滯留時(shí)間為單一輻射源安全滯留時(shí)間和。
手機(jī)射頻輻射的定量分析
在無線通信網(wǎng)絡(luò)中,手機(jī)、小靈通、筆記本電腦移動(dòng)臺(tái)是離使用者最近的輻射體,本文以手機(jī)為例定量分析手機(jī)對人體的輻射。
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手機(jī)輻射傷害的電性參數(shù)
設(shè)手機(jī)輻射場強(qiáng)密度為E(V/m),手機(jī)輻射功率為P(W),輻射天線增益比值為G,手機(jī)距頭部的距離為R(m)。
手機(jī)天線為單棒狀無方向性天線,故其增益為0dB,增益比值為1;R一般為3cm。手機(jī)輻射傷害大小是通過手機(jī)輻射功率密度K大小來度量的:,Z=377Ω,為空間阻抗歐姆,故P越大,E也越大,傷害也越大。同時(shí),在定量分析手機(jī)輻射傷害情況要判定輻射傷害是屬于遠(yuǎn)場輻射還是近場輻射傷害,判斷的臨界標(biāo)準(zhǔn)為。當(dāng)時(shí),為遠(yuǎn)場輻射傷害;當(dāng)時(shí),為近場輻射傷害。計(jì)算近場輻射傷害時(shí),輻射場強(qiáng)密度要考慮靜電場和感應(yīng)場。
1800MHz/900MHz手機(jī)的輻射情況分析
使用1800MHz手機(jī),若手機(jī)發(fā)射功率為0.55W,增益比值為1,手機(jī)距頭部的距離為3cm,為遠(yuǎn)場輻射,在定量分析輻射傷害情況時(shí)不需要考慮靜電場和感應(yīng)場,手機(jī)輻射功率密度,使用900MHz手機(jī),與1800MHz手機(jī)同樣條件下,則為近場輻射,在定量分析時(shí)要考慮靜電場和感應(yīng)場,實(shí)際的手機(jī)輻射場強(qiáng)密度E2>E1,相應(yīng)的手機(jī)輻射功率密度K2也大,從圖1查出對應(yīng)的單一輻射場強(qiáng)密度規(guī)格值為3mW/cm2,安全滯留時(shí)間如下式。
如果手機(jī)在鄰近墻角或有反射體的環(huán)境中使用,因反射增強(qiáng),輻射強(qiáng)度也增強(qiáng)一倍,安全時(shí)間還會(huì)減少一半。
基站輻射的定量分析
與手機(jī)一樣,基站的輻射強(qiáng)度也與發(fā)射機(jī)器輸出平均功率PAV、基站天線增益比值和人與基站的距離R相關(guān).在分析基站輻射傷害特性時(shí),用安全滯留距離R來衡量。
若GSM900發(fā)射機(jī)輸出平均功率200W,基站天線增益比值為13.7,安全輻射密度為4.5W/m2。
已知GSM1800發(fā)射機(jī)器輸出的平均功率為200W,基站天線增益比值為13.7,安全輻射密度為9W/m2,則基站的輻射強(qiáng)度如下式。
從上面分析結(jié)果看,無論是手機(jī)還是基站,GSM900系統(tǒng)的傷害都大于GSM1800系統(tǒng)的傷害。
無線通信網(wǎng)絡(luò)電磁輻射的測試
以廣西壯族自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督管理站對某通信有限責(zé)任公司基站測試過程和數(shù)據(jù)為例,測試方法如下。
測試點(diǎn)選擇
沿天線的主向按一定的間距由里向外布設(shè),其余的則以天線為中心呈放射狀向外布設(shè)。在人群出現(xiàn)較多的地方適當(dāng)增加監(jiān)測點(diǎn)數(shù)。
監(jiān)測項(xiàng)目及監(jiān)測方法
根據(jù)HJ/T10.2-1996輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則—電磁輻射,對環(huán)境電磁輻射功率密度監(jiān)測。
監(jiān)測條件和監(jiān)測儀器
在無雨的天氣條件下,選擇移動(dòng)通信高峰時(shí)段,移動(dòng)通信基站正常運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)測。測量儀器采用意大利PMM公司生產(chǎn)的電磁輻射分析儀。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
(1)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88):在一天24h內(nèi),環(huán)境電磁輻射場的場量參數(shù)在人員連續(xù)6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足表3的要求。
(2)《電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T10.3-1996):公眾總的受照射劑量包括各種電磁輻射對其影響的總和,即包括擬建設(shè)施可能或已造成的影響,還包括已有背景電磁輻射的影響??偟氖苷丈鋭┝肯拗挡粦?yīng)大于國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)的要求。
監(jiān)測結(jié)果及分析
可以看出,各監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境電磁輻射功率密度均低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限量。
應(yīng)對無線通信網(wǎng)絡(luò)電磁輻射的措施
監(jiān)測報(bào)告表明,無線通信網(wǎng)絡(luò)中的電磁輻射比國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限量低很多,大可放心使用,從防護(hù)角度出發(fā),可以通過一些方法有效地減少無線通信網(wǎng)絡(luò)輻射的傷害。
嚴(yán)格頻率管理,規(guī)范電磁輻射設(shè)備設(shè)置
各類無線電發(fā)射設(shè)備和電磁輻射裝置必須符合國家相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求,還必須符合電磁輻射防護(hù)規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到公眾和職業(yè)照射標(biāo)準(zhǔn)的要求,使電磁輻射對人體的影響減到最小。
嚴(yán)格大功率短波長無線電臺(tái)站審批
電磁輻射的波長越短、人體吸收的電磁波功率越大和被電磁波照射的時(shí)間越長,電磁波對人體的影響就越大。所以應(yīng)從根本上關(guān)注大功率、短波長電磁波輻射設(shè)備和被電磁波照射的時(shí)間問題。