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文档简介
1、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、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“
2、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、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
3、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W
4、CDMA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
5、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-
6、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
7、(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<10/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<40/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
8、25cm,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10W/cm2以下。基站的发射功率取
9、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。
10、60; 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
11、标准:根据国家标准GB8702-88电磁辐射防护规定: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。频率范围电场强度磁场强度功率密度MHzV/mA/mW/m20.1-3400.1(4.0)1)3-30(12/f)1)30-3000(12)2)(0.032)2)0.43000-15000 ()2)(0.001)2)f/750015000-30000(27)2)(0.073)2)2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20102025MHz,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
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