1 基站及电磁辐射危害研究
1.1 基站
对于移动通信网络而言，基站主要承担无线电信号发射等相关功能，起着移动信号传递的作用。在过去几年4G网络的发展与普及当中，促进了移动通信网络的发展，拓展了语音通话、视频通话等业务，这些业务进一步提高了对移动通信网络的要求。目前我国针对不同的移动网络运营商也采用不同的运行模式，包括2G、3G以及4G，对于不同级别的网络类型具有不同的网络特征，一般2G网络的波长并且发射频率低，但往往覆盖距离较远，在目前语音通话中主要利用这种网络类型。而随之兴起的是3G网络和4G网络以及即将被应用的5G网络，这些网络形式极大提高了移动数据的传输速率，目前4G网络的迅速普及逐渐代替3G网络并撤网。未来一段时间内4G网络会逐渐完善，并且5G网络即将崛起。在网络建设中，基站随之增加，相应的电磁辐射问题也备受关注。
于典型的射频，针对这种射频形式对人体的生物学效应进行了大量的研究，其中SANDSTROM等学者的调查研究发现移动电话使用时间、移动手机使用次数增多会导致人体记忆力减退，严重的情况会引发头痛、头晕以及乏力等症状。在研究中发现比较严重的情况会引起机体神经衰弱，但是并不会引起比较严重的机体病变，对于患病率也没有影响。
1.2 电磁辐射危害
电磁辐射会产生很多危害，首先对于人体而言会产生比较显著的生物学效应，对神经系统以及机体代谢和神经功能产生比较明显的影响，主要是中枢神经系统对电磁辐射比较敏感。由于电磁辐射的频率以及强度存在差异，不同的电磁辐射对人体的影响和危害也往往不同，电磁辐射强度越高、持续时间越长，对人体的危害可能会越大。对于移动通信网络而言，基站产生的电磁波频率在800MHz-2700MHz之间，属
图1 城市楼层移动基站图
2 移动通信基站电磁辐射的标准研究
针对移动通信基站的辐射而言，我国以及国际对其限值给出了一定的要求，我国针对电磁辐射限值的要求主要包括《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）这两个。
基金项目：本文受海南省自然科学基金（418MS174；418MS175）资助。
35理论与算法2.1 《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中主要针对公众暴露的电磁辐射进行了要求，包括电磁环境中的磁场、电场等相关场量参数，具体如表1所示。表1 公众暴露控制限值频率范围电场强度E磁场强度H等效平面波功率密度SeqMHzV/mA/mW/m230~3000120.0320.42.2 《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）这一评价方法主要针对电磁环境中的影响总和进行了要求，包括受照射剂量等。对于公众照射的导出限值必须要低于《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中第4.2款的要求，对于移动通信网络的管理限值也进行了明确规定和要求。3 基站电磁辐射超标原因分析3.1 天线架设高度对电磁辐射污染的影响当前我国城市化进程的加快导致城市建筑越来越多，密集度增加，对于城市而言往往移动通信基站天线架设在建筑物的楼顶，位于天线主瓣方向上垂直或水平管理约束距离以内时,电磁辐射水平较高，存在超标污染。对于不同功率和增益的基站而言，功率密度衰减到评价标准值以下所需要的距离有所不同。在天线轴向距离相同的点位处，基站的发射功率越大，增益越大，产生的功率密度也越大。天线架设高度一般按照以下公式进行计算。3.1.1 水平管理约束距离
根据《辐射环境保护管理导则－电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）中远场轴向功率密度的计算公式，可以推算出功率密度与天线轴线方向距离的关系，即：
=
dP×G/4πPd式中：d—离天线直线距离m；P—天线口功率W；G—天线增益（倍数）；P2
d—轴向功率密度W/m。3.1.2 垂直管理约束距离
根据公式h=dsin（α+θ/2）；
式中：d—根据模式预测的天线轴向距离，m；α—天线俯仰角，o；
θ—垂直半功率角，o；h—同时考虑天线俯仰角和垂直半功率角的垂直管理约束距离，m，级差为0.5m。3.1.3 基站管理约束距离要求
天线的水平管理约束距离和垂直管理约束距离示意图如图2所示。
3.2 天线与建筑物净空距离对电磁辐射污染的影响
在相关研究者的调查研究中还发现，当基站天线和邻近建筑物的净空距离较小的时候，如果邻近建筑物在基站天线的主瓣范围之内时电磁水平较高，电磁环境污染可能产生不良影响。
3.3 室内天线对电磁辐射污染的影响
由于各种因素的影响，当前基站选址部分安装在居民楼室内的窗口，这些基站的天线主瓣往往都朝外安装。这种安
362019.06装的天线由于窗口反射等因素会直接影响电磁环境，导致电磁辐射超标。而且由于电磁辐射的影响，往往也会导致隔壁房间的电磁辐射显著升高，容易出现超标情况。图2 基站满足管理约束距离示意图在5G时代来临前夕，基站的建设会进一步增加，在数量和密度方面均会进一步提高，而且人们往往对健康要求提高，很多基站在室内建设的难度也会增加，这些因素均会影响基站建设。因此，为保证基站稳定运行和建设，必须要对电磁超标问题进行探索。4 移动通信基站电磁环境防护措施研究4.1 净空距离防护《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）对于我国天线架设以及基站建设中的电磁辐射功率密度提出了明确的要求，单一天线建设和多个天线架设要求不同，其中单一天线架设的功率密度限值是8μW/cm2，
而多个基站架设的综合功率密度限值是40μW/cm2，结合下式分别计算水平净空管束距离和垂直管理约束距离：
水平管理约束距离：
=dP×G/4πPd垂直管理约束距离：h=dsin（α+θ/2）；
因此，在天线的架设及基站的设计和建设中，站址周围的环境保护目标要在水平管束距离或垂直管束距离划定的空间范围之外。
4.2 天线方位角
为保证电磁辐射水平，除了要控制水平距离之外还应该对天线方位角进行调节控制，经过研究者的调查研究发现，天线主瓣水平半功率角宽度为 60°，垂直半功率角宽度为 8°，因此在进行基站建设过程中，需要对天线方位角进行调节和控制，有效降低电磁辐射密度。
4.3 降低天线发射功率
其实对于电磁辐射而言，最关键的因素是天线发射功率，因此需要对天线发射功率进行调节与控制（天线发射功率和功率密度贡献值成正比），降低天线发射功率能够直接降低其对电磁环境的影响，信号覆盖范围会因为发射功率的降低而减小，因此需要增设相应的天线来满足人们的通信的要求，在未来发展和基站建设中需要按照这一方向进行改革，增加天线数量，减小天线发射功率。
4.4 金属防护材料的屏蔽研究
减少电磁辐射的一个重要手段是增加辐射防护，而这一
（下转第34页）
理论与算法2019.06近，两者距离取决于S模式询问和P4S询问的时间间隔，如果P4S在S模式抑制期128微秒的最后阶段，那么间隔将在10海里左右；（3）真假目标A模式代码一致。因为常规模式应答机总是以A模式代码进行应答，所以不管P4S询问的P1-P3间隔，将总是得到A模式应答编码；（4）假目标起伏特性大。因为P4S询问的P1-P3间隔通常是交替变化的，所以假目标通常丢点严重，起伏较大。4 假目标的解决办法图6 优化的S模式雷达目标捕获上述分析表明部分常规模式应答机不能对S模式询问进行正确抑制，从而给出错误应答，所以解决的办法可以从三个方面展开。（1）对于常规应答机，对出现问题的应答机进行检测，以保证其能正确探测P1-P2脉冲，并能正确进行抑制；（2）对于难以对应答机进行检测的情况，可以修正询问信号P1-P2增益，保证P2始终大于P1；如果难以调整P1-P2增益时，可以在控制信号P5前增加额外的P2，并保证P2始终大于P1；（3）在询问抑制外，还可以对询问时序进行修改，将S模式和 P4S询问间隔到两个不同全呼周期，这样该类错误应答会被作为异步干扰来处理；同时航迹跟踪软件也可以按3.2节分析的特征对该类假目标进行识别以消除。
雷达会认为上述错误应答是对P4S的应答信号，从而进行相应处理和目标录取，进一步产生假目标。图7 假目标实例3.2 假目标分析
因为假目标的产生是因为常规模式应答机未正确抑制S模式询问，而进行错误应答产生，所以存在以下特征：（1）真假目标的方位一致。因为是对询问进行了错误的应答，所以真假目标录取的方位结果应该都在主瓣的方向上，所以方位是一致的；（2）假目标比真目标距离近。因为真实应答以S模式询问为时间基准，雷达错误将其处理为对P4S的应答，所以目标录取是以P4S询问为时间基础，假目标测距结果将更
参考文献
[1]V.A. Orlando. The Mode S Beacon Radar System. 1989. The Lincoln Laboratory Journal, Vol.2, Number 3.[2]ICAO. Doc 9684. Manual on the Secondary Surveillance
Radar Systems. 2004.
[3] Eurocontrol. Principles of Mode S Operation and
Interrogator Codes. 2003.
（上接第36页）
方面可以通过多种方法实现。在电磁辐射的有效屏蔽方面也进行了大量研究，也成为亟待解决问题之一。对于目前基站建设中的天线电磁辐射频率而言，穿透力并不是很强，因此可以采用相应的电磁屏蔽手段来有效阻止或者是有效的减弱电磁波辐射，其中最简单有效的方法就是增加电磁辐射屏蔽材料，而通过低电阻导体材料就能够实现这一目的，在低电阻导体材料内部能够产生相应的原电磁场相反的电流，直接的效果就是削弱源电磁场。
全，同时促进移动通信网络发展，方便人们生活。
参考文献
[1]王晓云,陈志平.基于相位差的多系统通信基站的电磁
辐射监测设计与应用初探[J/OL].环境监测管理与技术:1-5.
[2]戈立新.辐射要防 谣言也要防[J].江苏卫生保
健,2018(11):56.
[3]林怀英,宁健,李华琴,邱建龙,郭祖美.广东某市通信
公司2011—2017年基站验收监测[J].环境保护与循环经济,2018(11):72-76.
[4]吴礼裕,万泉丰,王凯.常州市移动通信基站电磁辐射环
境影响分析[J].环保科技,2018,24(05):42-45+22.[5]贠彦祺.城市典型区域电磁环境调查与研究[J].甘肃科
技,2018,34(19):34-35+16.
5 结论
4G网络的建设以及未来5G网络的发展，对于移动基站的要求也越来越高，在移动通信网络迅速发展的背景下，也带来了电磁辐射电磁污染问题，其可能引起人体健康的一些威胁，必须要加强监管，优化电磁辐射环境。希望在基站建设中融入环境保护和环境友好的概念，保证人们的生命产生安
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