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人体健康与移动通信基站电磁辐射

李朝阳?? 2008年09月26日 ?? 收藏0

  ◆电场强度:用来表示空间各处电场的强弱和方向的物理量,距离带电体近的地方电场强,远的地方电场弱。电场强度的单位是伏/米(V/m),在输电线和高压电器设备附近的工频电场强度通常用kV/m表示。

  ◆磁场强度:用来表示空间各处磁场的强弱与方向的物理量,单位是安/米(A/m)。

  ◆磁感应强度:表示单位体积、面积里的磁通量,用于描述磁场的能量的强度,单位是特斯拉或高斯(T或Gs)。

  如何衡量电磁辐射对人体作用的大小呢?电磁辐射能量要大到什么程度才会对人体产生伤害呢?我们先来了解一下“SAR”这个名词,SAR的中文意思是“比吸收率”,SAR定义为生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率,即吸收计量率,它的单位是W/kg。

  SAR的测定:SAR值测量系统由人体模型、测量仪表、探针、机械臂等组成。测量时,在人体模型内部倒入专用测试液体,液体的电磁性与人体的一致;将发射源紧贴模型放置,设置好发射源的发射功率,由机械臂带动探针在液体内运动,自动测量场强E,由以下公式可计算出SAR的值:

  SAR=E?(δ/p)

  其中,E为场强,δ为介电常数,p为液体密度。

  4.2电磁辐射的国家标准

  国际上,FCC、ICNIRP(国际非电离性照射保护委员会)、IEEE等机构先后制定了电磁辐射对人体作用的衡量技术标准。目前通用标准有两个:一个是欧洲使用的2W/kg,另一个是美国使用的1.6W/kg。欧洲采用的测试标准测量单位是10克,美国采用的测试标准测量单位为1克。

  我国现使用的标准是国家环境保护局颁布的GB8702-88“电磁辐射防护规定”。规定给出了职业照射和公众照射两种SAR限值。

  ◆职业照射:在每天8小时工作期间内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.1W/kg。

  ◆公众照射:在1天24小时内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg。

  SAR的测量是在屏蔽室中进行的,而生活空间无线电波复杂程度远超于此,这使人们比较难以接受SAR的概念。我国卫生部为了控制电磁波对环境的污染、保护人民健康、促进电磁技术发展,制订了《中华人民共和国国家标准环境电磁波卫生标准》《GB9175-88》。该标准没有沿用国际流行的SAR标准,而是采用电场强度V/m和功率密度μW/cm?作单位,适用于一切人群经常居住和活动场所的环境电磁辐射,不包括职业辐射和射频、微波治疗需要的辐射。

  在这个国标中,对微波电磁辐射,以功率密度微瓦/平方厘米(μw/cm?)做为计量单位。将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级:

  一级标准:安全区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者),均不会受到任何有害影响的区域。

  二级标准:中间区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者),可能引起潜在不良反应的区域,在此区域内,可建造工厂和机关,但不许建造居民住宅、学校、医院和疗养院等。

  环境电磁波许辐射强度分级标准如表2所示:

表2? 环境电磁波许辐射强度分级标准表

环境电磁波许辐射强度分级标准表

  和其他国家的标准相比,我国的标准是比较严格的,欧洲大部分国家现在都是200μw/cm?,美国1982年颁布的标准是3000μw/cm?,比我国要宽松75倍,足已证明我国政府在有关电磁辐射环境保护方面是极其负责的,而且移动通信运营部门的整套设备以及技术参数也是按照国家标准严格控制的。

  5、基站电磁辐射的理论计算

  从以上国家标准可知,只要电磁辐射强度在10μw/cm?以下,对所有人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)都是绝对安全的。

  电磁辐射强度的理论计算公式S=P/4πr?,其中,S为功率密度,P为发射功率,r为发射点与测量点间的距离。根据此公式,某一地点的电磁辐射强度(用功率密度表示)与发射功率成正比,与该点到发射点的距离的平方成反比。

  根据相关设备的技术参数,移动通信2G基站天线向一个扇区实际辐射功率为14.26W,3G基站为2.38W。将基站功率代入上式估算,在距离2G基站 10米处的功率密度为:S=P/4πr?=14.26/(4π*100)=0.0113W/m?=1.13μw/cm?,这远远小于最安全的10μw /cm?的一级标准,而未来的3G基站就只有约0.19μw/cm?。

  射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示,它与mW、W的换算关系如下:例如信号功率xW,利用dBm表示为:p(dBm)=10log((x*1000(mW)).1(mW)),1W等于30dBm,等于0dBW。

  射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示,区别在于:dB是任意两个功率比值的对数表示形式,而dBc是某一个频率点输出功率和载频输出功率比值的对数表示形式。


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