浅谈5G移动通信基站的电磁辐射环境影响

    杜岳华

    摘 要：随着5G网络的大力推进，网络质量要求越来越好，通信基站的覆盖越来越密，群众对电磁辐射影响健康也日渐担忧。国家颁布实施的《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014）从公众曝露限值上要求了电磁设备及运营中应该对环境和人群提供的必要保障，从现有的2G、3G、4G通信基站电磁辐射监测结果来看，所有的基站电磁辐射的公众曝露限值均能满足国家标准的限值要求，对人群和环境并没有负面的影响。

    关键词：5G基站;电磁辐射环境检测

    信息时代给人们的生活带来了巨大的变革，全国5G网络的建设推动了远程医疗、工业控制、远程驾驶、智慧城市、智慧家居等应用的普及，单说手机，已经能给生活带来巨大的快捷和便捷，5G电信终端设备应用场景不仅指语音通话、短信收发、数据传输、视频交互、游戏娱乐，还包括虚拟购物、智慧医疗、工业应用和车联网场景等。因此，广大用户对信息时代网络质量和速度的要求也不断提高，移动通信基站必须提供更加全面和稳定的信号覆盖满足用户需求。目前我国2G、3G、4G通信基站所使用的频率范围基本上是在500M到3G之间，5G网络现阶段主要工作在3000—5000MHz频段[1，2]。由于频率越高，信号传播过程中的衰减也越大，所以5G网络的基站密度更大。截至2019年底，全国共建成5G基站超13万个。看着城市里布满了通信天线和信号发射器，加上个别偏激的报道，人们对电磁辐射妄加揣测，信号发射天线架设在楼顶，实际并未投入运行，都有可能屡屡遭到投诉，周边居民反映头疼头晕，甚至疾病缠身。许多人的想法一直存在这样一个误区，认为基站数量越多，辐射强度越大，进而产生了一种矛盾的心理：一方面手机用户希望移动通信基站越多，才能保证自己随时随地优质的网络质量;另一方面又对基站的电磁辐射过分敏感，担心影响健康。

    在我们的日常生活中，家电设备，如电视机、电冰箱、微波炉、电脑、电吹风、家用Wi-Fi等等，可以說带电的家电都会或多或少产生有电磁场，人类就生活在电磁场里[3，4]。电磁环境（EME）是由存在给定场所所有电磁现象的总和，对公众健康方面产生危害（健康效应），以及对电子设备造成干扰（电磁干扰）。

    人与环境永远是需要和谐统一发展的，陕西中圣环境科技发展有限公司在2016年接受了中国电信股份有限公司陕西分公司的委托，对总共18812个基站，共包含CDMA基站7765个，LTE基站11047个进行了环境影响评价，报告书从基站天线架设的合理性，基站对周围环境的电磁辐射和噪声影响是否满足相关的环保标准进行了论证，通过环评技术人员开展的现场调查和资料收集工作、以及现场监测结果分析，通信运营商在合理的基站选址和建设，并建立完善的设备维护制度，保持设备状态良好的基础上，能够满足环境保护要求。

    环境影响评价是为了在项目建设开始之前，从环境保护和污染因子的角度，对建设项目的选址、设计和建成运行后可能对周边环境和公众产生的影响进行调查、预测和评价，并提出可执行的有效预防措施，建设项目不仅要从经济和发展的层面开展，还应该科学的考虑对环境影响的范围、程度和趋势。根据2017年9月1日起施行的《建设项目环境影响评价分类管理名录》，移动通信基站所属项目类别186“无线通讯”已不再需要编制建设项目环境影响报告表，只需填写环境影响登记表进行备案。既然移动通信基站已不再要求编制环境影响评价报告，只需要登记备案即可，充分说明了通信基站的辐射安全性已经得到了充分全面的保障[5，6]。

    虽然没有逐个基站都经过了环境影响评价报告的分析论证，但移动通信运营商也不会单纯从信号覆盖强度或者经济方面进行基站选址和建设，同样会考虑基站选址的合理性、设备功率分配的必要性以及对周围环境与人的影响。国家为了加强电磁环境管理，保障公众健康，颁布实施了《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014），各电磁设备厂家及运营者，应在满足本标准限值的前提下，遵循预防原则，积极采取有效措施，降低公众曝露。对应标准中的限值要求，移动通信基站频率范围在30MHz～3000MHz之间的公众曝露限值为电场强度E不大于12V/m，频率范围在3000MHz～15000MHz之间的公众曝露限值为电场强度E不大于0.22f1/2V/m，f为频率[7]。

    现如今，各地都在大规模建设5G基站，5G离我们的生活越来越近。5G网络高速率、低时延、大带宽的特点，相当于4G的100倍，峰值速率更是可达20Gbps，相当于4G的200倍。除了高速度，5G还具备高可靠低时延、低功耗大连接两个重要特性。手机与基站之间有智能控制机制，会动态调整互相之间的通话信道、电磁辐射功率，因此，通信运营商会根据用户分布，按照用户需求的大小，尽量避免交叉干扰，建设足够数量的基站，基站数量越多，人们使用手机网络就越好，手机和基站产生的电磁辐射也越小。下面从电磁辐射监测的角度，陈述一下2G、3G、4G基站的电磁辐射情况。

    电磁辐射环境监测的依据是《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（HJ 972-2018）[8]，并且针对5G基站，已发布了《5G移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（征求意见稿），也是首次发布了5G移动通信基站电磁辐射环境监测的内容。电磁辐射需要关注的对象包括住宅、学校、医院、办公楼和工厂等有公众居住、工作或学习的建筑物，要求在移动通信基站正常工作时间内进行监测，监测因子为射频电磁场，监测参数为功率密度（或电场强度）。移动通信基站发射天线为定向天线时，监测点位优先布设在天线主瓣方向范围内。在建筑物内监测时，点位优先布设在朝向天线的窗口（阳台）位置，也可选取房间中央位置。探头（天线）与家用电器等设备之间距离不小于1m。测量仪器探头（天线）距地面（或立足平面）1.7m。也可根据需要在其他高度监测，并在监测报告中注明。监测时，探头（天线）与操作人员躯干之间距离不小于0.5m。前述的所有监测点位布设要求均为了避免或尽量减少周边偶发的其他电磁辐射源的干扰，确保监测结果的准确、客观和公正。

    从事辐射环境检测工作近5年时间，接到过中国铁塔股份有限公司的几次委托检测，原因皆是居民对移动通信基站的投诉，当时还未开展5G建设，基站都是2G、3G、4G的同塔基站。检测情况及结论如下：

    （1）宝鸡市宝石明德沁园小区38#楼顶抱杆架设方式的通信基站，按照监测规范的要求，监测点位布设在36#、37#、38#及39#楼的单元门口及部分楼层的楼内（最高楼层为16层），各监测点的电场强度方均根值范围为（0.27～6.80）V/m。

    （2）宝鸡宝灯宜和家园东住宅区28#楼楼顶抱杆形式架设的基站，最高楼层为7层，监测点位布设于28#楼与29#楼各4个单元的全部楼层，以及两栋楼之间的通道，各监测点位电场强度方均根值范围为（0.12～0.35）V/m。

    （3）安康市司法局办公楼楼顶拉线桅杆式基站，选取了司法局办公楼共计52个监测点位，包括办公室、院内及走廊等人员活动区域，并且受到西北方向32m處有另一通信基站的影响，各监测点位电场强度测量值范围为（0.13～3.96）V/m。

    2G、3G、4G移动通信设备的工作频段500M到3G，对照《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014），公众曝露限值为电场强度不大于12V/m，以上3个基站的监测结果均满足国家标准限值的要求，甚至远小于标准限值。5G具备强大的网络能力，在技术标准中，5G的频段远高于2G、3G和4G网络，从覆盖范围上来看，基站覆盖范围越小，电磁辐射越弱，5G时代的微型基站覆盖范围比4G小，辐射也减小。而且，基站覆盖越密，手机信号接收才越好，每个基站发射功率更低，用户受到的电磁辐射反而会越小。所以，随着通信基站越来越多，信号更好，辐射也更小，完全不必担心影响健康。

    参考文献：

    [1]邓晓钦，高鹏.5G移动通信基站电磁辐射监测波束引导必要性研究[J].四川环境，2020，4（11）：142-145.

    [2]孙友胜.铜陵市移动通信网络现状及基站布局规划研究[J].住宅与房地产，2019，34：82-83.

    [3]区文雄.移动基站电磁辐射的认识及防护措施分析[J].低碳世界，2020，7：227-228.

    [4]陈丽琴，符兰.新时代背景下基站电磁辐射防护重要性及对策研究[J].电子测试，2019，6：234-236.

    [5]沈健，沈飞，陈香，李静静，刘寅.典型4G移动通信基站电磁辐射环境监测与影响评价[J].信息技术与信息化，2014，5：102-105.

    [6]李可才.5G基站电磁辐射探析[J].信息通信，2020，6：269-271.

    [7]付松.5G基站电磁辐射评估[J].太赫兹科学与电子信息学报，2020，5（13）：122-126.

    [8]王华刚，罗森文，陈少川.5G基站与射频电磁辐射漫谈[J].广东通信技术，2020，8：70-74.