电磁波检测

电磁波检测

黄艺王涛谢智勇

摘要当今无线通讯技术迅猛发展, 如何对变电所及输电线与移动电话基地台所产生的电磁场强

度进行评估, 便成为一个重要的工作。通过分析电磁波特征, 论述了对这些电磁波辐射设施所产生的电磁

场强度检测的方法。

关键词电磁波; 辐射; 电磁场强度

1 引言

意大利的马可尼在1895年成功以自制火花放电发报机在实验室里传送无线脉波, 从此便正式

开启了无线通讯的时代。短短几十年, 无线电波随即被大量的应用在广播及军事用途。提出电磁场

强度检测的新方法, 通过实验得出日常生活周边几乎无所不在的电视、广播、通讯等电磁辐射, 由于

其能量远低于人体可承受的程度, 一般不致对人体造成伤害。

2 实验部分

电磁波是电磁场的一种运动形态。使用电磁场强度计, 对日常生活周边电磁波进行测量, 测量

方式与传统方式的不同是本文的创新之处, 合理选择测量点, 并排除干扰, 得到最佳测量结果。

2. 1 试剂与仪器

选择电磁场强度计时依测量环境与对象不同应考虑的条件, 此处采用TES-1390 /1391 /1392

型电磁场强度测试仪(高斯计) (深圳京联泰科公司), 应用三轴全向性电磁场感测头搭配电磁场强

度显示器为检测仪器。

2. 2 实验方法

2. 2. 1 方法概要

广播电台、无线电视台、移动电话基地台环仪境中电磁波检测方法, 主要采用三轴全向性电磁

场感测头搭配电磁场强度显示器为检测仪器, 测量结果与非游离辐射环境建议值比较, 若超过环境

建议值则采用天线与频谱分析(接收机)组成测量系统进行测量及确认。

2. 2. 2 测量方法

避免接触电台或基地台附近之金属导体电台或基地台通常包含有使用高电压之设备、必须小

。

( 1) 测量点选择

依据电台或基地台之种类, 将测量点之选择分为3类:

调幅(AM )广播电台:

测量区域之最大半径定为发射信号之1 /4波长, 为约在45m 至150m

之范围, 圆形区域内选择

四个正交轴线为测量线, 如图1所示, 于每一测量线上划出等间隔的测量点, 自最小测量半径至最

大测量半径区域内定出5点。

调频(FM )广播电台、无线电视台:

扇形区域, 取其发射天线最大增益的-3dB 张角(半功率波束宽)。测量区域之最大半径则定为

50m。选定测量区域后, 在扇形区域中以天线最大增益方向为中央测量线, 在中央测量线两侧扇形

区域内再各取一测量线, 以此三条轴线为测量线, 于每一测量线上划出等间隔的测量点, 自最小测

量半径至最大测量半径区域内定出5点为测量点。

移动电话基地台

图1 移动电话基地台测量点

室外移动电话基地台(包括铁塔型)所使用

天线为具有方向性的阵列天线, 其辐射场为扇形

场型, 水平方位角的半功率波束宽大多在65°左

右, 最宽者约将近90°, 所发射能量主要在此角度

方向内辐射。扇形区域取其发射天线最大增益的

3dB 张角(半功率波束宽), 最大半径为20m

(水平距离), 如图1所示:

室外移动电话基地台测量点选定

由于移动电话基地台所辐射信号为

900 /1800 /2000MH z 频段, 波长约为0. 16 至

0. 30m, 因此在测量点的选定上要较为密集, 需分下列情况:

a. 测量区域面积在20平方米以内时, 在区域内以每边长约一米为单位, 定出方格线, 在每一方

格线交点上(无障碍物且人员可达处)进行测量。

b. 测量区域面积在20至100平方米以内时, 在区域内以每边长约二米为单位, 定出方格线, 在

每一方格线交点上(无障碍物且人员可达处)进行测量。

c. 测量区域面积大于100平方米时, 在区域内以每边长约三米为单位, 定出方格线, 在每一方

格线交点上(无障碍物且人员可达处)进行测量。

d. 测量基地台周边在上述测量范围/测量点以外的其他位置, 包括楼顶一般人员可达之处及住

家/办公室内等。

室内移动电话基地台测量区域范围的选定

架设在室内墙面或柱子上, 其场型与室外移动电话基地台所使用天线类似。架设在室内天花板

上之天线, 所辐射之电磁能量涵盖范围主要为天线正下方, 前后左右各75°之圆形区域。在圆形区

域内选择两个正交轴线为测量线, 进行测量时, 以距离地板高度2m 为测量高度, 在每一测量线上

进行连续的移动扫瞄测量。

( 2)测量方式

在测量时必须由距发射天线最远的测量点往天线方向移动逐点进行

测量, 以避免危及人员与

仪器的安全。任何测量电磁场强度计之感测头或天线皆必须距离金属物体或墙面0. 2m 以上。

3282 光谱实验室第30 卷

AM 广播电台

a. 由全向性电磁场强度计为测量仪器, 以最大值测量模式, 于每一测量点进行距地面高度0. 2

至2m 的连续扫瞄, 扫瞄时间不得小于10s, 记录最大值为测量结果。此测量须分别使用电场感测头

及磁场感测头对电场及磁场分别进行测量。

b. 对任一测量点倘若最大值高于环境建议值, 则须在此测量点上找出最大值发生位置, 并于该

位置持续测量6m in, 取其6m in平均值, 确认该值是否超出环境建议值。

c. 倘若以全向性电磁场强度计6m in平均值之测量结果仍高于环境

建议值, 得以天线与频谱分

析仪组成之测量系统在此测量点上进行三轴向的场强测量, 取其6m in最大值, 并以三轴测量结果

取其和方根值, 以确认此辐射电磁场是否均由该发射电台所产生。选