通信基站天线的电磁辐射分析

通信基站天线的电磁辐射分析

 

摘要:根据电磁辐射理论,从理论上分析了通信基站天线的电磁辐射,得出了计算电磁辐射功率密度的理论模型为确定该理论模型是否可以反映基站天线电磁辐射的实际分布规律,用电磁辐射测量仪对基站天线电磁辐射进行了测量,取得辐射功率密度实测值通过对实测值和由理论模型所得的计算值的分析,表明该理论模型能反映基站天线电磁辐射情况,且计算值和实测值都小于国家标准限值,说明基站天线所辐射的电磁波一般是在安全范围之内的,不会对人体造成危害
  
关键词:电磁辐射;功率密度;电磁波;天线

在通讯技术越来越发达的现代社会,从城巾的高楼建筑屋顶到居民小ix,从农村的高山到丘陵,通信基站的建设数量及其覆盖的密度均在不断增加,人们开始逐步关注通信基站天线的电磁辐射对人体的作用

  电磁辐射对人体是否有害卞要是取决于两个因素:一是电磁辐射频率的高低;一是电磁辐射功率的大小,只有当其超过一定允许值而造成辐射污染时,才会有可能对人体产生负而影响,也就是说,并非所有的电磁辐射都对人体有害。因此,建立电磁辐射的计算模型,分析通信基站天线的电磁辐射情况,判断其是否会对人体造成不良影响就成为当前的迫切需要

1通信基站天线的电磁辐射

11电磁波辐射

电磁辐射( electromagnetic radiation)是指“电磁能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”根据法拉第电磁感应定律,电子电路中的任何交变电路都会向周围空间发射电磁能,形成交变电磁场交变电磁场中,变化的电场与磁场交替产生并以一定速度在空间传播,形成电磁波在电磁波向外传播的过程中会有电磁能传播出去,即产生电磁辐身寸。

   电磁发射是指从源向外发出电磁能的现象电磁发射分为辐射发射和传导发射辐射发射是通过空间传播的,有用的或不希望有的电磁能量而传导发射是指沿电源线或信号线传输的电磁发射,辐射发射常称为电磁辐射,是一种能量流,且属于非电离辐射当电磁辐射穿过人体时,其能量会被人体吸收,如果这种能量超过一定的值之后,会对人居住和上作的环境造成严重的电磁干扰和电磁污染,从而对人体健康造成危害,引发各种疾病和损害身体机能。

   日前,电磁辐射源通常有以下儿种:雷达系统、电视和)‘一播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电加上设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、上业科研医疗、高压及超高压输电线等这些辐射源与生活紧密相关,通过对其进行分析,并采取相应措施进行防范,可减少电磁污染。

1. 2电磁辐射标准

   为防止电磁辐射污染,保障公众健康,促进电磁技术的科学运用与发展,国家环境保护局、卫生部颁发了《公众照射导出限值))( GB8702 -88)与《环境电磁波容许辐射强度分级标准))( GB9175 -88)两个卞要技术标准,并颁布了《电磁辐射防护规定》和《环境电磁波卫生标准》两项技术标准19973月,又发布国家环境保护18号令及《电磁辐射环境保护管理办法》等按照上述标准,在30 MHz- 3 GHz的频率范围内,公众照射标准的功率密度暴露限值是0. 4  W/ m²

1.    3电磁辐射理论计算模型的建立

当发射天线和接收天线位于平坦地而上方时,由于地而本身就是一个反射体,因此若忽略地而的弯曲,天线发射信号的传播和接收可以用如图1所示的双射线模型来表示。

根据双射线模型的传播机理,通信基站接收天线接收的总功率为经直射射线路径与反射射线路径到达的功率之和由电磁场的基础理论知识可建立接收处的功率密度值理论计算模型

2.    2基站天线电磁辐射实际值与计算值的对照分析

为确定(1)式是否可以反映基站天线周围电磁场的实际分布规律,将功率密度计算值和实测值进行对照分析由(1)式和表1可得天线正前方功率密度计算值和实测值随水平距离的变化规律如图2所示

    2中的计算值曲线说明基站天线周围功率密度随着距离的增加而衰减在近距离处衰减速度快,在lOm以外功率密度值迅速衰减到0.1 W/m²以下,远远小于0. 4 W/ m²的国家标准限值要求随着距离的进一步增加,功率密度值逐渐逼近于零,因此理论上基站天线的电磁辐射不会对人造成电磁污染

    同时,从实测值曲线可以看出,基站天线周围功率密度值随着距离的增加而逐渐衰减在近距离处衰减速度快,随着距离的进一步增加,功率密度值继续衰减,但衰减幅度越来越缓,漫同计算值一样,在测量范围内,功率密度实测值小于国家标准限值

    对图2进行对比分析可知,基站天线的功率密度计算值与实测值总体上吻合的比较好,式(1/能反映实际功率密度的变化规律实测值大于计算值是由于实测环境比较复杂,除了来自基站天线的电磁辐射外,还存在其它辐射源的影响,所以实测值在总体上都大于计算值但两者都小于0. 4 W/ m²的国家标准限值,是在安全范围内。

3结论

    1)基站周围的功率密度值随着距离的增加而衰减,在近距离处衰减速度快,随着距离的进一步增加,衰减速度变得越来越缓慢
      2)基站天线所发射的电磁辐射强度在楼下低于国家的环境卫生标准,是在安全范围之内。

 

来源:      时间:2010-7-8 11:41:38


 
 
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