祝莉 樓淑芬等

摘 要：在對移動通訊在高頻發(fā)射過程中造成的電磁污染進行論述的基礎上，分析了電磁環(huán)境污染對周圍環(huán)境的影響與損害。最后，從發(fā)射天線的具體布置技術角度探討了移動通訊在高頻發(fā)射時電磁環(huán)境改善的措施。

關鍵詞：移動通訊 電磁環(huán)境 措施

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0017-01

1 移動通訊在高頻發(fā)射時造成的電磁污染

隨著無線通訊事業(yè)的發(fā)展，人們對無線通信要求的不斷提高，無線通訊的電磁發(fā)射功率不斷增加，使得空中的電磁波越來越多，人體在長時間接受電磁輻射將會引發(fā)包括熱效應、非熱效應兩種因素導致的疾病以及皮膚病變。所謂的熱效應，就是指由于人體長時間接受的輻射達到一定量，將導致人體體溫升高而出現的諸多局部反應，同時伴隨有失眠等神經性衰弱疾?。欢菬嵝獎t是指在大量的電磁輻射之后，雖然沒有出現諸如體溫升高等癥狀，但是會出現心率異常、血壓失穩(wěn)，同時伴隨有失眠、神經衰弱等癥狀。

另外，當移動通訊設備進行大功率高頻發(fā)射時，還會造成如下的影響。

高頻電磁輻射將可以引發(fā)周圍的易爆物質發(fā)射爆炸或者電爆兵器失控，導致意外事故的發(fā)生；電磁輻射將對其他揮發(fā)性物質造成危害，容易引發(fā)其他揮發(fā)性氣體、液體發(fā)生意外燃燒；高頻發(fā)射過程中的無線通訊設備將釋放出大功率的電磁波，在空間中形成空間點播噪聲，同時還可以干擾周圍空間電子設備的正常工作；電磁波會對周圍人體造成損害，尤其是高頻發(fā)射的短波電磁波，對人體的健康危害尤為嚴重；因此，我國多個職能部門已經制定了詳細的電磁危害安全限制標準。當移動通訊設備在高頻甚至是超高頻段工作時，其發(fā)射的電磁波將對人體造成極大作用。通常，要求限制值規(guī)定為5 V/m，對于一些更嚴格的設備，則要求2 V/m。

2 電磁幅射場強的測量

為了盡量減少無線通訊設備周圍環(huán)境的污染，改善通訊設備，尤其是高頻發(fā)射通訊設備周圍的電磁環(huán)境，首先應該具有測量電磁輻射場強的手段。為了能準確的測試電磁輻射的場強值，應該合理選擇儀表的動態(tài)范圍，保證儀表的引線以及探頭引線不會對場強測量值產生干擾；儀表所使用的電池應該能夠持續(xù)工作；場強測試場地應該禁止其他雜物，尤其是金屬雜物置于其中；保證將測試儀器屏蔽，并要求測試人員原理測試場源；并合理選擇測量高度，一般高度選擇1～2 m，在天線的主波束上訪或者是下方，并要求測試設備處于天線的旁瓣、后瓣；在距離天線40 m內嚴禁測試人員進入測量區(qū)域，采取縱向、橫向測量的方式，這樣才可以測量得到不同通訊設備在不同地點、不同高度的場強值；一旦場強值超過標準限值較高，則應力立即找出其中的規(guī)律予以避免。

3 改善移動通訊設備高頻發(fā)射時電磁環(huán)境的措施

3.1 合理布置移動通訊發(fā)射臺天線

將移動尋呼臺與發(fā)射天線安裝于一處時容易產生不利影響：其一，天線同時發(fā)射時將相互影響，使得天線的輸入阻抗發(fā)射變化，而饋線與發(fā)射機失配，最終導致發(fā)射功率下降；其二，天線之間猶豫互感作用，使得天線相互出現發(fā)射功率分配改變、次級幅射等原因使得電磁波發(fā)射方向圖發(fā)射變化，使得最終的通信設備發(fā)射設計方向與實際的發(fā)射方向不一致，導致某些區(qū)段的電磁波輻射值實際超過限制值，對周圍環(huán)境造成危害；其三，將不同頻率的天線集中安裝在同一個基站上，容易導致信號之間的相互干擾，產生交調干擾或者是互調干擾，這將使得部分區(qū)段的電磁輻射增加，惡化周圍的電磁環(huán)境；其四，由于大量的高頻發(fā)射天線集中在一個有限的區(qū)域，導致發(fā)射區(qū)域的輻射能量將遠遠超過設計值所設定的電磁輻射危害，這直接影響到周圍居民的健康安全，同時對生態(tài)環(huán)境也造成了一定的損害。

3.2 天線感應隔離高度的合理設置

由于饋線的上行波系數會根據天線之間的間隔距離發(fā)生變化，所以當天線旁邊有其他天線時，應該合理設置天線之間的隔離高度。通常，天線輸入阻抗的變化將與饋線反射系數之間的關系為：

（1）

而輸入天線和天線阻抗之間的匹配程度可以采用行波系數進行描述：

（2）

在式（1）、（2）中，為饋線特性阻抗的特征值；

為其他天線存在時，發(fā)射系統的輸入阻抗。

在饋線的特性阻抗與天線的輸入阻抗相等時，整個通訊發(fā)生系統將處于匹配狀態(tài)，這時整個系統在同功率下所發(fā)射的電磁波最少；當有其他天線存在時，則系統的輸入阻抗會發(fā)生變化。當間距越大時，天線的行波系數將越大，使得相互之間的影響越小。這說明天線的具體數目對天線的行波系數影響并沒有太大的關系，主要影響因素是天線之間的相互間距。當間距值為發(fā)射波長的1.5倍時，這時的行波系數可以達到0.9。

3.3 采用區(qū)域覆蓋的方式

由于高頻通訊設備的天線群方向會隨著天線的具體根數以及天線之間的間距發(fā)射變化。若將間距值取為4 m時，則不論天線的根數為多少，發(fā)射系統的發(fā)射方向都不會發(fā)生變化。而此時電磁場強的最大值和最小值的比例為2∶1，基本能夠達到實際的電磁環(huán)境指標值。若對一些特殊要求場合，將比值放寬至2∶1時，則天線間的距離值則應該取為1。

在采用區(qū)域覆蓋的方式進行天線架設時，只需要根據路徑的衰減斜率、發(fā)射功率以及接收的靈敏度，就可以計算得到覆蓋區(qū)域的邊界范圍，得到單根天線所能夠輻射的范圍，這將對控制高頻發(fā)射輻射范圍，改善電磁環(huán)境具有積極意義。

3.4 抗互調干擾策略

因為在同一個基站中有不同頻率的天線同時發(fā)射信號，這時容易產生交調干擾、互調干擾等問題，不但降低了信號發(fā)射質量，同時還形成了大量的電磁污染。這時，可以采用這樣的解決方案予以解決：其一，根據頻率進行分組，這樣可以使得在同一組中產生的頻率不會出現三階互調干擾。因此，在分組的過程中應該盡量將同一組頻率的天線安裝在同一個基站上；其二，適當增加天線群內部天線的相互間隔，這樣可以增加天線之間的相互耦合作用，最終達到降低互調干擾，減小電磁污染的。

根據國家相關部門所制定的電磁輻射限制標準，移動通訊發(fā)射臺的管理部門可以根據以上述技術繪制得到的周圍電磁幅射等值圖。然后根據改圖選擇一個既能夠保證該區(qū)域范圍內正常通訊，又能夠不影響周圍附近區(qū)域人群健康的發(fā)射設備。作為回避區(qū)域所規(guī)定的區(qū)域限值，從而通過增加天線架設高度、減少天線根數等方式達到減小平面內電磁場強的目的。

4 結語

考慮到當前移動通訊在高頻發(fā)射過程中對周圍環(huán)境與建筑所形成的巨大電磁發(fā)射影響，為了保證住宅內居民的身心健康，同時確保正常的無線通信不受阻礙，在完成住宅建筑的建設工作之后有必要在入住之前對建筑內的無線電強度進行檢測與驗收。而政府相關部門還應該做好對應的宣傳工作，讓居民做好對應的防護措施。

參考文獻

[1]黃克峰.移動通訊發(fā)射臺天線群與電磁環(huán)境[J].邵陽學院學報，2003，2（5）：51-54.

[2]吳利平.復雜電磁環(huán)境下的信號檢測與估計關鍵技術[D].西安電子科技大學，2011.