关于辐射的介绍材料.

自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式称为辐射。

1．“电磁辐射”的定义
一般地，电磁辐射（electromagnetic radiation）定义为能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。

电磁辐射发生在无线电的各个频段：有甚低频到甚高频的无线电波，还有频率更高的红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线及宇宙射线等等。

电磁辐射衍生的能量大小，取决于无线电频率的高低，频率越高，能量越大。

一般来说，电磁辐射可以分为“电离辐射”和“非电离辐射”两类。

波长在0.1微米以下的电磁波产生的辐射称为电离辐射。

例如X 射线、γ射线和宇宙射线产生的能量，足以破坏人体组织结构的分子，甚至可以使原子和分子电离化。

这种辐射也称为“电离辐射”。

常见的人造电离辐射源主要有：医用设备(例如X光机)，核反应堆及其辅助设施，如铀矿以及核燃料厂。

波长在0.1微米以上的电磁波产生的辐射频率较低，能量较弱，远没达到将分子分解的能量，所以这类辐射也称为“非电离辐射”。

如可见光作为电磁波的一种，波长从0.390微米到0.78微米（频率从384THz到769Thz）。

红外线的波长为0.75到1000微米，能量比可见光略低，其辐射主要产生热能，家庭常用的红外暖风机、浴
霸等家用电器正是典型的利用红外线的热辐射现象取暖，功率往往在1、2千瓦以上。

无线通信基站的电磁波频率从几百MHz到2GHz，波长在几万微米以上，波长是红外线的几千倍，功率也只有几十瓦，是取暖器等家电的十几分之一。

2．我国几种3G制式对比
作为3G制式之一的TD-SCDMA系统，基站最大发射功率为24W，手机最大发射功率为0.25W，而WCDMA、CDMA2000两种制式的基站最大发射功率均为50W左右，手机最大发射在1W左右，从发射功率来说，TD-SCDMA是3G中最小的。

在发射机制上，TD-SCDMA是时分系统，所以发射是不连续的，相比WCDMA和CDMA2000系统的连续不断的发射，TD-SCDMA的发射时间只有1/3或更低。

同时，TD-SCDMA采用了智能天线、联合检测等技术手段。

智能天线可以通过波束赋形，将适量的功率指向有业务的方向，其他方向上则几乎没有受到电磁波影响；联合检测则可以将相邻小区的信号作为有用信号进行处理，有效减少了对抗噪声所需要的功率（在WCDMA
或CDMA2000中，相邻小区的信号也被视为噪声，需要付出额外的功率进行对抗）。

从上述情况可以看出，TD-SCDMA系统是3G制式中最节能、最环保的。

3．我国的电磁辐射标准
3.1 SAR值
国际上，FCC、ICNIRP（国际非电离性照射保护委员会）、IEEE 等机构先后制定了电磁辐射对人体影响的衡量技术标准，通常用SAR （Specific Absorption Rate，比吸收率）表示单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。

目前通用的标准有两个，一个是欧洲标准2W/kg，一个是美国标准1.6W/kg。

根据国际电信联盟和国际卫生组织推荐的衡量手机辐射的技术标准SAR值的要求，GSM和窄带CDMA 手机的电磁辐射必须在国际权威卫生组织认证的许可范围以内。

我国实施的《电磁辐射与防护》(GB8702-88)标准中，公众照射标准为：在1天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率应小于0.02W/kg；职业照射标准为：在1天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.1W/kg。

可以看出，我国目前实行的标准比欧洲标准严格20倍，比美国标准严格16倍。

3.2电场强度和功率密度
手机辐射的基本限值是以SAR值来衡量的，其SAR值的测量是在屏蔽室中进行的。

而我们生活的空间无线电波复杂程度远远超过屏蔽室，这使人们比较难以接受SAR值的概念。

我国的《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)定义了微波频段电磁波卫生标准。

一级安全区：指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域，要求电磁辐射强度<10μＷ/cm2。

二级中间区：指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域，容许电磁辐射强度<40μＷ/cm2。

4．手机与基站的电磁辐射分析和计算
当人们使用手机时，手机会向发射基站传送无线电波，基站也会向手机发射无线电波。

手机天线与受话器等紧贴着耳朵，天线距离头部只有2～5cm，头部处于手机的近场辐射区，其受到的电磁辐射是比较大的；而一般公众移动电话基站距离市民活动区域大概有15米到50米，就处于其辐射场中的人而言，属于远场辐射范围，并且电磁辐射对人体作用是整体或全方位分散的。

离天线越远，电磁辐射强度越小，在理想的情况下，某一点的电磁辐射强度（用功率密度表示）与该点到天线的距离的平方成反比，即：在距离天线10厘米处的电磁辐射强度要比在1厘米处的强度小100倍，距离天线10米处的电磁辐射强度比在1厘米处小100万倍。

事实上，公众移动电话基站的发射功率多数都在几十瓦以下，在距离移动电话基站天线10米之外，辐射强度非常小的，均在10μW/cm2以下。

基站的发射功率取决于手机与基站的通信距离以及用户数量，现有的GSM、TD-SCDMA系统都采用微蜂窝覆盖，设置了成千上万的小功率基站，基站的发射功率减小使电磁辐射强度也相应减弱。

目前公众移动通信网是非常成熟的，有些小区基站的覆盖半径只有几十米；同时，这种微蜂窝基站覆盖系统减少了手机的电磁辐射强度，因为如今的GSM、TD-SCDMA等手机，都有功率调节功能，手机搜索到的信号越好、距离基站越近，其发射功率就越小。

TD-SCDMA系统的发射功率比GSM系统进一步降低，基站最大发射功率只有24W，而且功率控制的速率也由GSM系统的每秒2次提高到了每秒200次，TD-SCDMA对功率控制和环境保护更为严格和苛刻。

5．结论
通过上面的分析，我们可以得出以下结论：
(1)波长在0.1微米以下的电磁波产生的辐射称为电离辐射，
会对人体产生危害。

波长在0.1微米以上的电磁波产生的
辐射称为非电离辐射，对人体不产生危害。

(2)TD-SCDMA系统的发射功率最小，采用了多种技术手段降低
功率，是3G制式中最节能、最绿色环保的。

(3)我国目前实行的电磁辐射计算标准，远比欧洲和美国的标
准严格。

(4)目前标准规定的基站辐射限值，比国家规定的最小辐射剂
量要小50倍以上，所以，完全没有必要担心辐射会引起健
康问题。

附：国家环境保护部环境评测的计算标准：
根据国家标准GB8702-88《电磁辐射防护规定》：
2.2.2公众照射：在一天24h内，环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6 min内的平均值应满足表2要求。

注:1)系平面波等效值，供对照参考
2)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
TD 基站发射设备的电磁波段频段范围为2010~2025MHz ，结合以上标准和规定，确定环境的总的功率密度评价标准值按照公众照射导出限值确定为0.4W/m2，单个项目的功率密度评价标准值为0.08W/m2
根据《环境电波卫生标准》（GB9175-88）、《电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）中对微波辐射的计算公式：
)/(r
422m W G P Pd ⨯⨯⨯=π
式中：
P ──设备辐射功率（W ）；
G ──天线最大辐射方向减去馈线损耗（dB ）；
r ──天线与预测点之间距离（m ）。

TD-SCDMA 频段属于微波，符合该公式要求。

按现有TD-CDMA 基站的设计方案和产品特性，发射功率最大为24W ，天线增益G=15dB ，允许的平均功率密度Pd=0.4W/m 2，则有：
Pd G
P r ⨯⨯=π4
可得r≈8.5米。

即离天线正面距离8.5米范围外即符合环境保护要求。