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生态环境学报 2011, 20(6-7): 1158-1160 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@作者简介：温锐彪（1962年生），男，工程师，研究方向为辐射环境。

E-mail: wrb0310@收稿日期：2011-05-25GSM 移动通信基站对周围环境电磁辐射影响温锐彪广东省环境科学研究院，广东 广州 510030摘要：按照《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)的有关规定，GSM 移动通信基站电场强度的管理目标值为5.4 V/m ，功率密度的管理目标值为8 μW/cm 2。

在根据麦克斯韦电磁场理论确定远场区范围，结合基站天线运行的基本参数，以及在对垂直波瓣图进行拟合的基础上，通过《辐射环境保护管理导则——电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T 10.2-1996）中的微波远场轴向功率密度计算公式计算GSM 移动通信基站对周围环境的辐射水平进行预测。

预测结果表明，基站周围的电磁辐射水平与天线的发射功率、公众活动区域与天线的高度差以及天线的主瓣方向关系密切。

实际应用中可以通过减小发射功率，增加天线与公众活动区域的高度差以及调整天线的主瓣方向等措施来降低其对周围环境的影响，并通过制定有效的监测、管理计划和加强公众沟通，及时消除可能的电磁污染。

关键词：GSM ；基站；电磁辐射; 环境影响；措施中图分类号：X123 文献标志码：A 文章编号：1674-5906（2011）06-07-1158-03在现代社会里，移动通信已经成为人们日常生活中必不可少的联络方式。

但是随着人民生活水平的提高，公众的环境意识不断增强，越来越多人关心移动通信基站周围环境的电磁辐射是否影响公众的健康。

本文通过对典型移动通信基站周围环境电磁辐射水平的预测，科学的评价移动通信基站对周围环境的影响，并有针对性地提出减少移动通信基站对周围环境影响的环境保护措施。

1 研究方法1.1 公众照射评价标准公众所受的电磁辐射照射为环境中所有电磁辐射的总和，如环境背景电磁辐射的贡献、已建电磁辐射设施的贡献和拟建设施可能产生的贡献等。

所有设施运行后，总的受照水平不能高于国家限值标准。

环境辐射的评价标准[1]为《电磁辐射防护规定》(GB8702—88)，对于公众照射，其导出限值标准见表1。

1.2 单个基站周围公众活动环境的电磁辐射管理目标值按照《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) [2]，对单个项目的电磁辐射影响的管理目标值的确定应遵循下列原则：(1)为使公众受到总照射剂量小于GB8702—88的规定值，对单个项目的影响必须限制在GB8702—88限值的若干分之一；(2)对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取GB8702—88中场强限值的1/2，或功率密度的1/2；(3)其他项目则取场强限值的l/5，或功率密度的l/5作为评价的管理目标值。

根据《关于界定<电磁辐射环境保护管理办法>中“大型电磁辐射发射设施”的复函》(环办函〔2008〕664号)，“集中使用大型电磁辐射发射设施”是指在同一个用地范围内建设使用的以下发射设施：总功率在200 kW 以上的电视发射塔或总功率在1000 kW 以上的广播台、站。

本项目不属于上款所称“大型电磁辐射发射设施”，因此取场强限值的l/5，或功率密度的l/5作为评价的管理目标值。

又因移动通信所用的频段为900 MHz 和1 800 MHz ，因此其电场强度管理目标值取5.4 V/m ，功率密度管理目标值取8μW/cm 2(见表2)。

1.3 预测模式根据《辐射环境保护管理导则——电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T 10.2-1996）[3]，微波远场轴表1 公众照射导出限值Table 1 Export limit value of public exposure频率范围/MHz电场强度/(V·m -1)功率密度/(μW·cm -2)0.1~3 40 400* 3~30 67/f 1200/f *30~3 000 12** 40 3 000~15 0000.22f**f /75*系平面波等效值, 供对照参考。

**供对照参考, 不作为限值; 表中f 是频率, 单位为MHz; 表中数据作了取整处理。

温锐彪等：GSM 移动通信基站对周围环境电磁辐射影响 1159向功率密度计算公式为：21004πP GS r =× （1）式中：S —功率密度, 单位为μW/cm 2;P —发射机标称功率，单位为W ；G —天线增益（倍数）；r —天线与被测点距离，单位为m 。

d 1010G B G =（） （2）由于天线发出的能量并不完全集中在天线轴向（最大辐射方向）上，其它方向也有一定的能量向环境辐射。

在移动通信基站的实际架设环境中，环境敏感点进入天线轴向的情况是较少的，大部分情况是在轴向之外。

为了预测基站在垂直面各个方向的实际情况，应对式（1）中的天线增益作出扩展：2(,)1004πPG S r θϕ=× （3） ),(),(ϕθϕθGfG = （4）),(),(2ϕθϕθF f = （5）式中：G (θ,φ)—天线在（θ,φ）方向上的增益；f (θ,φ)—归一化功率方向函数；F (θ,φ)—归一化场强方向函数；θ—在垂直面上与天线轴向的夹角；φ—在水平面上与天线轴向的夹角。

在实际环境中，受覆盖对象的影响，基站天线的水平发射方向是不确定的（一般为3个方向），从简化和偏保守的角度出发，将定向天线的水平面方向角扩大为360°，也就是将在水平轴向的归一化功率方向函数f (0,φ)取最大值为1进行处理，即这样认为其影响按最大的影响计算。

1.4 远场距离的判断[4]按照麦克斯韦建立的电磁场理论，公众活动区域是否可按远场区进行计算可按下式进行判断：λ22D R ≥（6）上式中，R 为电磁辐射源到公众活动区的距离，单位为m ；D 为天线或其辐射体的最大线度，单位为m ；λ为辐射电磁波的波长；π=3.141 59。

对GSM 数字通信网，其上传频段为900 MHz ，下传频率为1800 MHz ，所以计算发射波长为0.33 m ，又由于天线的最大限度为1.30 m ，可得远场区与离天线距离约10 m 处，因此本文上述公式对GSM 数字通信网基站运行时产生的电磁辐射水平进行理论预测可行。

1.5 预测参数选择对移动基站周围的辐射水平进行预测，需要运行商提供发射标称功率、天线增益、下倾角、半功率角等基本参数，天线发射的垂直方向波瓣图，再对垂直波瓣图进行拟合的基础上，代入上述相关公式，即可进行预测。

本文预测所用的基站基本参数见表3，发射天线垂直方向波瓣图见图1。

2 结果与讨论在对垂直波瓣图进行拟合的基础上，将参数代入本文前述的相关公式，可以得出在与天线不同高度差的水平面的电磁辐射水平。

图2表示的是与天线高度分别为1 m 、3 m 和6 m 的水平面的电磁辐射水平。

从图2可以看出，当与天线高度差大于3 m 时，这一水平面的环境电磁辐射水平均小于目标管理值。

但当与天线高度差小于1 m 时，满足目标管理值的距离要大于32 m 。

另外，上图的预测结果所用的标称功率是20 W ，当标称功率发生变化，而其他参数不变时，天线周围的电磁辐射水平正比于发射功率，因此其达标距离也正比于发射功率。

表3 GSM 基站技术参数Table 3 Technical parameters of GSM base station antennas 标称功率/W天线增益 (dBd/倍数)天线下倾角/°半功率角 (水平)半功率角 (垂直)20 17.5/56 2°/0.035 65° 6.5°图1 发射天线垂直方向波瓣图Fig.1 Vertical Lobe diagram of Transmitting antenna diagram表2 公众照射导出限值的管理目标值 Table 2 Administrative target value of public exposure 频率范围/MHz电场强度/(V·m -1)功率密度/(μW·cm -2)30~3000 12/5= 5.4 40/5=83 结论从前面的预测公式可知，天线周围的辐射水平正比于发射功率，当已满足通话质量的前提下，应尽量降低发射功率。

而当环境中某一敏感目标的辐射水平可能超标时，亦可通过调节发射功率来满足要求。

公众活动环境与天线高差对环境电磁辐射水平也起着很大的影响，当公众活动环境与天线等高GB8702—88, Regulations for electromagnetic radiation protection[S].[2] HJ/T10.3—1996, 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 [S].HJ/T10.3—1996, Guideline on management of radioactive environmental protection Environmental assessment methods and standards [S].[3] HJ/T 10.2-1996, 辐射环境保护管理导则：电磁辐射监测仪器和方法[S].HJ/T 10.2-1996, Guideline on management of radioactive environmental protection electromagnetic radiation monitoring instruments and methods [S].[4] 陈万金 陈燕俐 蔡捷,等. 辐射及其安全防护技术[M]. 北京:化学工业出版社, 2006: 190-193.CHEN Wanjin, CHEN Yanli, CAI Jian, et al.Radiation and its security technology[M].Beijing: Chenmical Industry Press,2006:190-193.Impact of electromagnetic radiation on the surrounding environment of GSMmobile communication base stationWEN RuibiaoGuangdong Provincial Academy of Environmental Science, Guangzhou 510030, ChinaAbstract: According to the assessment methods and standards of electromagnetic radiation to the environment impact in the Guideline on Management of Radioactive Environmental Protection Environmental Assessment Methods and Standards (HJ/T10.3－1996), the administrative target value is 5.4 V/m for the electric field strength from GSM mobile communication base station and 8 μW/cm 2 for power density. Based on the determination of range of far-field region by Maxwell's electromagnetic theory and the basic parameters of operation and the fitting of vertical lobe map, the impact of electromagnetic radiation to the surrounding environment from the station is calculated by the axial power density formula of microwave far-field according to Guideline on management of radioactive environmental protection electromagnetic radiation monitoring instruments and methods (HJ/T10.3－1996). The results show that the level of electromagnetic radiation around the station is relevant to the transmission power, the height between the antenna and the public activity area and main lobe direction of the antenna. Therefore, impact to the surrounding environment can be alleviated by reducing the transmission power, increasing the height between the antenna and the public activity area and adjusting directions of main lobe direction of the antenna. Additionally, the possible electromagnetic pollution may be eliminated by making a good plan of monitoring and management and a good communication with the public during the station working.Key words: GSM; base station; electromagnetic radiation; environment impact; measures高度差分别为1、3、6 m图2 基站辐射强度与距离、高度差的关系 Fig.2 Related diagram between transmission powerand the height distance。