5G基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)探討

摘要：隨著5G快速發(fā)展，5G基站電磁輻射成為了當(dāng)今全球比較關(guān)注的熱點(diǎn)之一，做好電磁輻射環(huán)境監(jiān)測工作具有重要意義。本文首先針對電磁敷設(shè)進(jìn)行了簡要分析，明確了5G基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測的必要性，其后具體分析了我國5G輻射限值標(biāo)準(zhǔn)要求與5G基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法的應(yīng)用，以期可供參考。

關(guān)鍵詞：5G基站;電磁輻射;環(huán)境監(jiān)測;限值標(biāo)準(zhǔn);監(jiān)測方法

1 引言

基于移動通信技術(shù)的發(fā)展，從2G到5G每次升級都會令基站的發(fā)射頻率發(fā)生較大幅度變動，對于基站造成的電磁輻射干擾范疇怎樣才能有效把控和監(jiān)管是當(dāng)前一大重要課題。最近幾年，我國先后出臺《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》、《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則》等，要求企業(yè)需在工作中加強(qiáng)對環(huán)境的監(jiān)測水平，尤其是5G移動通信基站是重點(diǎn)監(jiān)測對象之一。在現(xiàn)實(shí)訴求的推動下，不斷健全監(jiān)測工序，完善評價機(jī)制，能夠促使移動通信行業(yè)朝著健康持續(xù)化方向發(fā)展，大大提高環(huán)境保護(hù)水平。

2 電磁輻射概述

第五代（5G）移動通信具有大帶寬、低時延、海量連接等特點(diǎn)，近年來得到了各國高度重視和大力發(fā)展。到2021年底，我國三大運(yùn)營商將累計建成超過130萬個5G（Sub6G）基站（含電信聯(lián)通共建共享5G基站），5G終端連接數(shù)將突破3億，繼續(xù)推進(jìn)5G更好賦能千行百業(yè)。由于5G（Sub6G）使用了比4G更大的帶寬和更高的載頻，通常射頻頻率越高衰減越大，使得單個5G宏站在城市中心區(qū)域的覆蓋半徑約在300～500m、郊區(qū)大概500～1000m、農(nóng)村1000～2000m，而單個4G宏站覆蓋半徑可以到1000～3500m。為了確保同樣覆蓋質(zhì)量，在城市中心區(qū)域的5G基站數(shù)則要比4G多3～5倍。面對5G基站數(shù)量的激增，5G的電磁輻射也成為了當(dāng)前全社會非常關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一。

造成電磁輻射產(chǎn)生的零件是基站上的天線，可分作全向天線、定向天線兩種。前者是按照水平面角度展開大范疇的輻射，覆蓋范圍非常廣闊，通常只是在郊區(qū)亦或者大規(guī)模區(qū)制地中使用。后者則是在特定的范疇內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，其范疇度相對狹窄，覆蓋面偏小，不過其用戶應(yīng)用度頗高，且極為密集。有關(guān)研究表示，電磁輻射污染是除了水污染、大氣污染、噪聲污染外最為嚴(yán)重的第四大環(huán)境污染問題。為了減輕和規(guī)避這種污染，必須要對移動通信基站的運(yùn)行展開監(jiān)測管控，創(chuàng)建高效評價機(jī)制，確保其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益雙重提升。

3我國5G輻射限值標(biāo)準(zhǔn)要求

3.1限值評價標(biāo)準(zhǔn)

我國電磁輻射相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是參考IEEE、ICNIRP、IEC等機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，總體上比國際標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)。在射頻段，我國電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)包括：《電磁環(huán)境控制限值》GB8702-2014、《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（針對2G/3G/4G基站）HJ972-2018、《5G通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（針對5G基站）HJ1511-2020。

上述標(biāo)準(zhǔn)中，GB8702-2014是我國電磁輻射領(lǐng)域最基礎(chǔ)、最重要的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了射頻電磁輻射的公眾曝露控制限值，如表1所示。

3.2三大運(yùn)營商5G電磁輻射限值要求

根據(jù)表4射頻段公眾暴露控制限值要求，我國三大運(yùn)營商的5G基站輻射的最大功率密度限值要求如表2所示。

4 5G基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法與結(jié)果分析

4.1監(jiān)測方法

與前幾代的基站相比，5G基站在架構(gòu)、發(fā)射天線以及發(fā)射頻率方面發(fā)生了較大改變，具體需參考最新的HJ1511-2020執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)測方法。

4.1.1監(jiān)測儀器

本次采用德國NADAR SRM-3006型選頻電磁輻射分析儀，可開展全向性測量，量程、分辨率均滿足5G基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測要求。選用天線頻率測量范圍420MHz～6GHz，配備非導(dǎo)電木質(zhì)三腳架。

4.1.2監(jiān)測點(diǎn)位

本次被測5G基站設(shè)置在一棟商業(yè)樓頂層，與地面相距18m，下行發(fā)射頻率為2515～2615MHz。基站的對面是一棟住宅樓，周邊的人流量較大。本次監(jiān)測點(diǎn)全部在基站天線的覆蓋范圍內(nèi)，選擇居民室外密集活動位置與住宅樓內(nèi)，共計5個點(diǎn)位。

4.1.3監(jiān)測條件

本次監(jiān)測工作開展時，要求被測5G基站正常工作，檢測儀器頻率范圍處于5G基站發(fā)射天線工作狀態(tài)的下行發(fā)射頻段。具體監(jiān)測參數(shù)設(shè)計如下：測量儀器天線與地面相距1.7m;方均根檢波方式;監(jiān)測項(xiàng)目為磁輻射功率密度;結(jié)果類型為平均值，測量值為每個點(diǎn)位監(jiān)測連續(xù)6min的積分值;監(jiān)測儀器探頭尖端與操作人員軀干相距≥0.5m，且與5G終端設(shè)備呈水平正向布置且保持1～3m的距離。

4.2監(jiān)測結(jié)果與分析

4.2.1監(jiān)測結(jié)果

本次監(jiān)測工作開展過程中，運(yùn)維人員使用電腦與基站連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，確保有5G終端在應(yīng)用。本次各監(jiān)測點(diǎn)位功率密度為0.00227～0.03102W/m2，具體如下表3所示。

4.2.2結(jié)果分析

本次監(jiān)測的5G基站頻率2515～2615MHz，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定100kHz以上，在遠(yuǎn)場區(qū)，可僅限制電場/磁場強(qiáng)度，或等效平面波功率密度。本文監(jiān)測點(diǎn)位全部處于遠(yuǎn)場區(qū)，因此只需對功率密度進(jìn)行評價。根據(jù)上表監(jiān)測結(jié)果顯示，各個監(jiān)測點(diǎn)的電磁輻射功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值，且不超過限值的7.8%。

5 結(jié)語

綜上所述，基于5G技術(shù)的快速發(fā)展，5G基站建設(shè)勢在必行，對于今后密集密集城區(qū)、居民區(qū)處5G基站選址與建設(shè)，需做好科學(xué)規(guī)劃，并加強(qiáng)建站前電磁輻射影響預(yù)評估與建成后的環(huán)境監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)5G基站電磁輻射風(fēng)險的有效管控?；诖吮尘跋?，我國出臺了相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測方法不斷更新，相關(guān)儀器設(shè)備也在不斷改進(jìn)，為5G基站電磁輻射環(huán)境環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與評價提供了重要支撐。

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作者簡介：賀志遠(yuǎn)（1985-），男，山西呂梁人，工程師，本科，工作方向：環(huán)境保護(hù)工程。