电磁辐射测量原理精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇电磁辐射测量原理，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:电磁辐射(EMF);电磁感应;近场;远场;非选频式宽带测量仪

中图分类号:X591文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0107-02

一、电磁辐射(EMF)背景介绍

(一)电磁辐射(EMF)

随着技术革命的更新和不同波段新的应用的不断发现,许多频率电磁辐射(EMF)的暴露水平显著增加,生活中的每个人都处在0～300GHz频率的复合电磁场(EMF)暴露中,电磁污染(EMF)已成为最广泛的环境影响因素之一。这些电磁现象的综合,我们称之为电磁环境。电磁辐射表示能量以电磁波形式由源发射到空间的现象,这个词的含义也常常被引申,将电磁感应的现象也包括在内。

电磁噪声是比较典型的电磁污染现象,它表示明显不传送信息的时变电磁现象,可能与有用信号叠加或者组合,可能损害有用信号接收。电磁污染的主要来源有:各种输变电系统;运输系统、长途通讯设施和便携式通讯工具如移动电话;医药、商业和工业设备;雷达;电台和电视台发射天线等。

随着对电磁场(EMF)暴露会引起各种健康问题担忧的增加,1996年世界卫生组织(WHO)设立了国际电磁辐射(EMF)项目以寻求解决问题的方法,其目的是对EMF的健康危害进行正式评估总结现有资料文献和不同国家的研究成果。

由于对电磁辐射所造成的健康危害的不同理解,不同国家所制定的电磁辐射标准有很大的差异。其中,俄罗斯、中国、意大利、比利时等国家在制定标准时考虑了电磁辐射对人体的神经效应方面的影响,标准限值较严厉,美国、澳大利亚、德国等国在制定标准时采用了国际非电离协会(ICNIRP)的推荐标准,没有考虑电磁辐射对人体的神经效应方面的影响,而只是考虑已有明确研究结果的热效应,标准限值较宽松,将来仍然有进一步提高标准限值的可能。很少有国家颁布相关的法规。

(二)电磁辐射(EMF)的环境影响

电磁辐射对人类健康的影响。电磁辐射对人体的健康影响主要有两方面:躯体热效应和神经效应。根据频率的不同电磁辐射对体的影响有所不同,一般而言低频电磁辐射对人体的影响以神经效应为主,高频电磁辐射对体的影响以热效应为主。

在这方面医学上有很多研究,例如手机使用时间长了以后,头面部会发热。低频电磁辐射强度对人体的神经效应由于缺乏足够的实验支持和大量的流行病学调查研究,因此在国际标准(欧洲EN)制定时没有考虑该因素,但对标准限值的修改留出了修改的余地。

(三)电磁辐射物理原理

磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分,其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动,不向外发射,称为感应场;另一部分电磁场能量脱离辐射体,以电磁波的形式向外发射,称为辐射场。一般情况下,电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为远区场(感应场)和近区场(辐射场)。由于远场和近场的划分相对复杂,要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分,一般而言,以场源为中心,在三个波长范围内的区域,通常称为近区场,也可称为感应场;在以场源为中心,半径为三个波长之外的空间范围称为远区场,也可称为辐射场。可以想见对于100kHz以下的低频信号,如50Hz的电力传输频率,我们的测量显然是在近场区内进行的,我们需要单独测试该场的电场和磁场(在实际测量中考虑到无线电干扰的可能还需要另外测量无线电干扰),而对于如300MHz以上的微波信号,很显然测试是在远场进行的,我们只需要测定环境的电场强度。对于典型的有用信号,其波长和频率对应关系见表1:

近区场内,电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。近区场的电磁场强度比远区场大得多。近区场的电磁场强度随距离的变化比较快,在此空间内的不均匀度较大。

在远区场中,所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播,这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。远区场为弱场,其电磁场强度均较小。由于我们对于磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。

(四)电磁辐射测量仪器

磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。无论是非选频式宽带辐射测量仪还是选频式辐射测量仪,基本构造都是由天线(传感器)及主机系统两部分组成的,考虑到经济适用的原因,重点介绍非选频式宽带辐射测量仪,通常也称作时域场强仪,实际上,由于价格合适和操作比较简单的原因,非选频宽带辐射测量仪的应用广泛,它的优势在于操作简单价格实惠,另外它的传感器一般都是三维各向同性探头,符合了场强测量的物理特性,该仪器采用的检波方式是传统的RMS(均方根值)检波,强调了实际的功率累计效果,非常适合于电磁环境的测定。而稍显不足的地方在于,相对于应用于复杂电磁环境测量的选频式辐射测量仪来说,精度没有达到那么高的标准,另外没有办法从频域对于辐射源作一个很直观的浏览和精确的判定。

二、非选频式宽带辐射测量仪(综合场强仪)的工作原理

(一)电场探头

偶极子和检波二极管组成探头。这类仪器由三个正交的2～10cm长的偶极子天线,端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。通常这类仪器探头响应快,动态范围大,但由于作为天线的偶极子的长度应远小于被测频率的半波长,以避免在被测频率下谐振。这一特性决定了这类仪器只能在低于几吉赫频率范围使用,不过随着仪器技术的不断发展,近几年也有厂家能将频率范围扩展到40GH频率,甚至更高范围。

(二)热电偶型探头

采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头,提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流输出,待测场强与极化无关,保证了探头有极宽的频带,容易做到极高的频率,但探头响应和动态范围要相对差一些。

(三)磁场探头

磁场探头由三个相互正交环天线和二极管、RC滤波元件、高阻线组成,从而保证其全向性和频率响应。对电性能的要求使用非选频式宽带辐射测量仪实施环境监测时,为了确保环境监测的质量,应对这类仪器电性能提出基本要求:

各向同性误差≤±1dB;系统频率响应不均匀度≤±3dB;灵敏度:0.5V/m;校准精度:±0.5dB。

三、国内EMF标准

1.1996年,世界卫生组织WHO 设立了国际电磁辐射(EMF)项目以寻求解决问题的方法。1999/519/EC,1999.07.12,欧盟理事会建议,公众对电磁场的暴露限制一般来说所有的标准都根据工作性质分为公众暴露(限值相对较严格)和职业暴露(限值相对宽松),中国的电磁辐射防护规定是(GB8702-88)。基本限值在于职业照射在每天8小时工作时间内,任意连续6分钟全身比吸收率(SAR)应小于0.1w/kg;而公众照射时在每天24小时的工作时间内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率应小于0.02w/kg。需要指出的是到目前为止,电磁辐射防护规定的频率下限是100kHz,也就是射频的频率范围,对于工频(0.005～100kHz)的频率范围,则不作规定。关于这部分的测试,现在以我们环境保护行业标准《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)的规定进行评定。

2.EMF不是EMC。EMF是为了保证人身安全目的,是研究电子产品发射出的电场、磁场噪声对人身的影响,重点在于考量生物安全效应。而EMC(电磁兼容)是为了保证电子产品的正常工作目的,是研究电子产品发射出的噪声对其他电子产品的影响,或者不受其他电子产品的影响。重点在于考量无线电骚扰和电磁抗扰效应。体现在具体的测试仪器上,后者一般选择是窄带测试仪,选用的检波方式也是不同于均方根检波器的准峰值和平均值检波方。

参考文献

[1]攸纲.谈高频场电磁污染[C].第二届电磁辐射与健康目标研讨会议文集,2000.

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[3]Gandhi,0.P.“放射测量的一些数量方法:特低频率到微波频率”[J].无线电科学,1995,(30).

[4]国家环保总局.电磁辐射防护规定(GB8702-88)[S].

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关键词：电磁辐射；移动基站；监测方法

1 通讯基站电磁辐射污染研究

移动通讯体系发展至今，前后经历过了四个体系（如GSM，CDMA，LTE等）的演进。移动通讯的普及必然需要越来越多的基站，尽管基站大大提高了通讯水平，但是基站产生的电磁辐射也成为人们越来越关注的话题[1]。

天线是移动基站中最重要的一部分，主要作用是按照一定的方向来发射和接收无线电波。按照架设方式，天线基本上可分为落地塔、楼上塔、街区覆盖等几种情况，楼上塔又可以分为楼顶增高架和楼顶抱杆两种类型。在本论文要监测的基站中，天线架设方式主要有增高架、楼顶抱杆和地面铁塔三种，所占比例情况见表1-1。

基站的电磁辐射主要是由三个方面造成的：一个是发射机的电磁辐射泄漏，二是发射天线的信号发射时产生的电磁辐射，三是高频电缆以及接头的地方有辐射泄漏。一般发射机和高频线电缆接头产生的电磁辐射都可以得到很好的防护和屏蔽，基站天线发射的电磁波辐射是造成移动通讯基站的周围能监测到电磁辐射强度的主要原因[2]。移动通讯基站的电磁辐射污染具有以下两个特点。

1）基站的发射天线发射的电磁辐射是对环境造成辐射污染的主要来源。

2）基站对周边的电磁辐射随时间有规律变化。

2 济南市移动通讯基站周围电磁辐射监测方法

2.1 基站空间分布特点

济南市移动通讯基站众多，分布多集中在商业中心，郊区或风景区等分布密度较小。选取济南市基站共39944个，其中移动基站21532个，联通基站14382个，电信4030个，三种主要运营商的基站具体分布图如图2-1（a、b、c）所示。

根据上图容易得出，济南市基站分布具有以下特点。

1）空间分布不平衡；

2）不同行政区划之间差别大，不同类型基站差距也较大。

2.2 典型基站的选取

按照济南基站整体分布情况，本论文在基站电磁辐射污染最为严重的历下区中选取对周边环境影响大、有代表性的38个基站作为典型基站进行了布点监测。所选基站主要位于市区绝大多数在文化东路和经十路附近，少数位于历山路和泉城路。周边环境保护目标主要有住宅小区、商业店铺区、学校办公地点区、医院地区、农村人口居住聚集地区、工业园区以及风景区。监测的基站涉及到大部分的环境功能区，具有代表性、典型性。

2.3 电磁辐射监测方案

1）监测环境

监测时的环境条件不仅要符合行业标准还要满足仪器的使用环境条件，单就天气条件而言，必须是在没有雨、雪，天气情况良好的条件下监测。

2）监测设备

在监测中使用的是Narda Safety Test Solutions生产的电磁辐射分析仪，满足测量性能基本要求。NBM-550电磁辐射分析仪、EMR-300电磁辐射分析仪均经中国计量科学研究院校准合格，符合国家标准和监测规范要求的射频监测设备。

3）监测时间

监测必须要在移动通讯基站正常工作的时间段内进行，即早8：00到晚20：00时间段内进行。

4）监测参数

根据移动通讯基站的发射频率，测量基站的电场强度和功率密度，《电磁环境控制限值》中公布了公众曝露控制限值。对于移动通讯电磁环频段30MHz～3000MHz，测量参数选择电场强度E时，其最大值不能超过12V/m，当测量参数选择功率密度Seq的时候，其最大值不能超过0.4W/m2。

5）监测点选取

济南基站基本都属于定向天线，根据天线发射原理可知，天线主瓣发射的辐射量较其余方向是最多的，所以原则上天线主瓣方向上必须布置点位进行监测。为了避免人体本身对基站辐射造成反射或者其他影响，要求探头尖端与操作人员之间距离不少于0.5m。依据基站电磁辐射的空间特点以及周边环境的现状、敏感度等条件，再结合基站本身的实际情况，选择不同的监测线路以及不同的监测点，尤其要测出主瓣辐射方向的辐射最高值[3]。

在水平方向上，以发射天线地面投影点（如图2-1）为中心，按基站天线主瓣方向布设监测线。（全向天线按3个方向，3个主瓣的布设三条监测线，2个主瓣的布设二条监测线、1个主瓣的布设一条监测线，多于3个主瓣的则选择周围有敏感点的3个主瓣方向布设三条监测线[4]）每条监测线上选取离天线在地面投影点分别为1m、2m、3m、5m、10m、15m、20m、25m......50m、60m、70m，多个个不同距离定点监测。根据布点原则，共布设1496个监测点监测38个基站。

3 本文小节

以济南市某医院楼顶基站为例，介绍监测结果。济南市位于解放路某医院住院楼，楼层共6层，天线架设在该楼楼顶设备间上。基站正西25m是门诊楼，楼高15层，正东是商业楼6层，其后50m左右是家属楼，其他方向50m内无高层敏感建筑。监测结果如表3-1和表3-2所示。

架设有楼顶抱杆基站的住院楼以及离基站最近的门诊楼和商业楼的电磁敏感点电场强度和功率密度监测值均未检出超标。可得出结论：该医院基站电磁敏感点的电场强度和功率密度监测值均小于国家控制限值，符合国家标准即《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）。

参考文献

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[2] 赵锋.城市电磁辐射污染现状分析及其防治对策[J].城市环境与城市生态. 2011，11，24（5）：39-42

[3] 减瑞华，孙全红.北京市移动通信台（基）站磁辐射的监测与思考.环境保护.2001，（8）：27-28

[4] 朱丹，戴继伟.移动通信基站的环境电磁辐射测量与分析.上海环境科学，1997，11：32-34

作者简介

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[关键词]家用电器；电磁辐射；预防措施

中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0022-01

前言：家用电器种类较多，对于不同家用电器辐射的研究不仅可以使人们更好地认识和了解电磁辐射的产生，然后针对性地采取防护措施。为了更详细地研究家用电器辐射的产生，本文通过对于一些家用电器电磁辐射的实际测量，根据各类家用电器的不同辐射程度以及强度给出一些指导性的防护措施，尽可能减少电磁辐射对于人体健康的危害。

1.家用电器的电磁辐射的基本知识

1.1 电磁辐射的产生途径以及来源

通过对各类家用电器电磁辐射的实际测量之后，我们可以发现不管是体积较大的冰箱还是手机、收音机类的小型电气设备，其都会或多或少地产生电磁辐射。这些电磁辐射可以分为电离式辐射和非电离式辐射，由于其质量、体积以及能量的不同，这些电磁辐射对于人体的影响又有所不同。一般来说，家用电器辐射的主要来源有电视机、手机或移动电话、微波炉以及电脑等等。其中，电视机电磁辐射主要来自于其电子显像管，电视机在形成图像时，电子显像管需要产生能量较高的电子束，在实际扫描过程中就会产生X射线以及其他电磁波，虽然这类辐射的数量较小，但是其对于人体眼球的危害还是存在的。电磁炉作为人们日常使用的电气设备，其主要是通过电磁感应从而产生涡流，致使锅底变热而工作的。在日常生活中，由于电磁炉功率较大，所以其产生的电磁辐射也会随之增加，如果在不采取任何保护措施情况下，一旦照射剂量大到一定值之后，人体就会产生热量，这对人体也会间接产生危害。

1.2 电磁辐射对人体产生的危害

不管是体积较小的家用电器还会大型家用电器，人体与其之间的距离直接决定了电磁辐射对人体危害的程度。一般来说，当人体与家用电器之间的距离越短，人体受到电磁辐射的危害更多，通过数据研究我们可以发现，当人体长期处于电磁辐射较为严重的区域，自身生物组织就会产生电解质的振动，间接产生涡流导致自身组织的产热，体温就会有所上升，组织器官由于温度的上升就会产生一些不良反应，长期处于电磁辐射区域的人体在各个系统的调解与恢复方面都会存在一定的问题。具体表现为神经系统上的精神不集中、头晕头痛等，免疫系统上就会出现免疫能力降低，对于疾病的防范程度有所降低，生殖系统上会出现生殖细胞不活跃等等问题。电磁辐射对人体危害较为明显，只有通过必要的防护措施才能较好地保护人体，所以我们应该认识电磁辐射的基本知识，做好防护措施以减少由于电磁辐射对于人体产生的危害。一般电磁波分为两个等级，射频电磁波的频率一般为30 MHz～3000 MHz，在这个范围内的标准限值为400 mw/cm2。常见家用电器电磁射频一般在30 MHz一下，其属于低频辐射。实际测量表明， 正在使用的电磁炉正前方 0.1m 处磁场强度达8.70μT，即使远离到0.3m以外， 也有1.00μT 。

1.3 电磁辐射对于人体的作用原理

电磁辐射作用人体的主要方式有两种，其中包括热效应以及非热效应作用方式。人体细胞的原子和分子从微观角度来看，其既是电介质，同时也是磁介质。

根据研究我们可以发现，当电介质处于在电场中就会产生极化现象，而磁介质在磁场中又会产生磁化现象，所以当人体长期处于电磁辐射中，人体细胞中的分子与原子就会反复极化和磁化，而极化和磁化又会导致人体细胞分子间的摩擦，所以就会导致热能的产生。同时当电介质长期处于电场中时，人体局部就会产生涡流现象，这就会导致人体发热。非热效应主要是电磁辐射对于人体系统的破坏和损伤，当人体长期处于电磁辐射中，细胞活跃程度就会有所降低，人体就会出现类似于头晕、头痛、记忆力下降等等问题。

2.电磁辐射预防措施的研究

2.1 针对家用电器的预防措施

各类家用电器电磁辐射的源头和辐射方式具有不同的特点，电视机产生电磁辐射的主要来源是其显像管，通过电子束的投射就会间接产生X射线，微波炉辐射方式主要是通过微波辐射的方式。针对家用电器电磁辐射的研究要从源头着手，所以我们要对于家用电器辐射进行妥善处理，及时采取预防措施。电视机、电冰箱以及空调等家用电器由于其与人们的生活密切相关，所以其辐射量的大小直接决定了其对于人体的危害，生产厂家在设计家用电器时要严格控制电磁辐射量，电器的辐射程度要根据国家标准进行制定。针对家用电器电磁辐射的预防不仅仅包含电器的设计阶段，在具体使用时，使用者也要采取相应的预防措施，例如在家用电器的放置地点要合理挑选，选购者在选择时一定要选择符合国家标准的家用电器。一般来说，家用电器不能扎堆放置，要保持一定的距离，当然，电器种类的不同，其电磁辐射量也会产生一定的出入。超标的、扎堆放置的家用电器对于人体会产生严重危害，当然，消费者在购置家用电器之后，一定要仔细浏览电器使用说明书，详细了解此电器电磁辐射对于人体的危害以及防护措施。例如在使用微波炉时，其主要辐射来源于炉门的电磁辐射外泄，所以在具体使用时，使用者一定要保持微波炉的门缝的卫生以及安全，当微波炉长期不使用时，一定要关闭电源，减少因为待机而产生不必要的电磁辐射。

2.2 家用电器使用者的预防措施研究

家用电器由于与使用者长期处于一个环境，所以针对家用电器使用者对于电磁辐射的预防具有非常重要的意义。家用电器使用者在使用家用电器时一定要严格按照家用电器的使用手册操作，同时避免长时间地与家用电器进行接触，例如在使用电脑或电视时，人体一定要与其保持适当的距离，在使用时间上也要进行严格地控制，一般来说时间最好在1个小时之内比较好，在长时间地学习与工作之后，使用者一定要进行休息。在卫生方面，使用者在使用家用电器时由于各类荧光屏的照射可能会出现皮肤方面的问题，同时荧光屏也会产生大量的静电，所以在人体表面就会出现大量的灰尘，因此，家用电器使用者要及时洗脸洗手，保持个人的卫生。在家用电器长期处于不使用的状态时，家用电器一定要及时关闭，不能一直使其保持待机状态，较弱的磁场有时也会产生辐射的积累。当然，家用电器使用者的健康一定要从自身做起，使用者要合理饮食，保持健康的生活方式，这样在免疫方面才能具有一定的能力。

2.3 掌握电磁辐射的测量方法

为了进一步地使家用电器使用者掌握电磁辐射的相关知识，在家用电器实际使用中，使用者也要能掌握一定的电磁辐射的测量方法。家用电器一般包括电视、电冰箱、空调等，其特殊性又决定了其对于人体的危害很难察觉，所以掌握并了解电磁辐射的测量方法对于使用的健康保护具有非常重要的意义。电磁波一般分为两种，其中包括射频电磁波以及工频电磁波，而射频电磁波的频率主要在30 MHz一3000 MHz，家用电器的辐射频率一般在在30 MHz以下，其属于低频辐射。在实际电磁辐射的测量方法上，我们一般分为3类，其中有TC-1160，LZT-1120和NBM-550。不同的测量方法对于电磁辐射的测量值又会产生一定的出入，所以正确的测量又具有非常重要的影响。

3.总结

随着社会经济的不断发展，家用电器逐渐称为现代人们的必要生活工具，由于家用电器其本身的电磁辐射的影响，其对于人体的危害具有非常重要的研究价值。因此，家用电器使用者必须严格按照标准使用电器，做好自我保护最减少电磁辐射对于人体的危害。

参考文献

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关键词：电磁辐射 移动通信基站 环境评价 监测

中图分类号：TN820 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0128-02

Monitoring of the level of Electromagnetic Radiation of Mobile Communications Stations in Xinjiang Hami

Guo Xiaoli

（Xinjiang Radiation Environment Supervision Station，Urumqi Xinjiang，830000， China）

Abstract：In order to evaluate the impact of environment by electromagnetic radiation generated from mobile communication base station in Xinjiang Hami， according to the relevant specifications and requirements， this paper selected the typical mobile base station in Hami to monitor. The monitoring data were collected and the monitoring results show that： the maximum value of the electric magnetic radiation intensity monitoring was 0.446μW/cm2， which was far lower than the goal of environmental management a value of 8μW/cm2. They were in accordance with the relevant requirements. The overall level of electromagnetic radiation level of mobile base station in Xinjiang Hami is low.

Key words：electromagnetic radiation；mobile communication base station；environmental assessment；monitoring

哈密地区位于新疆东部，是新疆通向中国内地的要道，自古就是丝绸之路的咽喉，近些年来随着当地国民经济的快速发展，建设了一大批移动通信基站，而通信基站的大量建设势必会造成电磁辐射环境污染，影响人们的正常生活。为了研究新疆哈密地区移动通信基站的电磁辐射水平，评价其危害程度和环境影响程度，本文在以往研究成果[1-11]的基础上，对新疆哈密地区典型移动基站的电磁辐射水平进行监测，并对监测数据进行整理、分析、总结和归纳，最终确定其对环境的影响程度。

1 移动通信基站工作原理

移动通信基站是连接通信网络与移动用户的纽带，负责将网络侧的信息以无线电磁波的形式与移动终端进行交互，移动通信基站天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。定向GSM移动通信基站采用三扇区，每个扇区天线夹角多为120°，这样三个扇区能对四周进行360°全覆盖。将正北扇区标记为A扇区，顺时针方向，依次标记为B扇区和C扇区。每个扇区有1组天线，每组有1或数根天线，其中1根为收发共用，其余天线为单收。

2 电磁辐射评价标准

此次监测的依据是《电磁辐射防护规定》（GB8702-88），其规定的公众照射限值如下。

（1）基本限值。

在1天24 h内，任意连续6 min按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02W/kg。

（2）导出限值。

在1天24 h内，环境电磁辐射场的参数在任意连续6 min内的平均值应满足表1要求。

根据《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）规定：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规定的功率密度限值的1/5，此次监测的移动基站发射频率在870-1840MHz频段，故单个基站的电磁辐射管理值是：40/5=8μW/cm2。

3 移动通信基站电磁辐射环境监测

3.1 监测方法

本次监测在以发射天线为中心半径50 m的范围内，对人员可以到达的距离天线最近处可能受到影响的环境保护目标和以基站天线的主瓣方向为延长线不同距离的变化值进行监测。测量时测量仪器探头（天线）尖端距地面（或立足点）1.7 m，与操作人员之间距离不少于0.5 m。在室内测量，一般选取房间中央位置，点位与家用电器等设备之间距离不少于1 m。若在窗口（阳台）位置监测，探头（天线）尖端在窗框（阳台）界面以内。在通信基站正常工作时间内进行测量。每个测点连续测5次，每次测量时间不小于15 s，并读取稳定状态下的最大值，若监测读数起伏较大时，适当延长监测时间。

3.2 监测参数的选取

根据《电磁辐射防护规定》（GB8702 -88）要求，结合移动通信基站的发射频率，确定测量因子为电场强度（V/m），再转换为评价因子功率密度（μw/cm2）。

3.3 监测仪器

此次监测采用的仪器主要包括：NBM-550电磁分析仪（为非选频式辐射测量仪）、EMR-300电磁分析仪（为非选频式辐射测量仪）、SRM3000 频谱分析仪（选频）。

3.4 监测结果分析

此次监测共选择8个典型基站进行监测，监测结果汇总表。（见表2）和（见图1）

由表2和图1监测结果可知，建成运行基站周围环境的功率密度最大值为0.446μW/cm2，出现在哈密市政公司基站290°主瓣方向20m处，监测的8个基站123组数据其电磁辐射值在0.004～0.446μW/cm2之间，均符合《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）中公众照射导出限值40μW/cm2要求，同时满足《辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法和标准》（HJ/T10.3-1996）中单个项目电磁辐射管理值8μW/cm2要求。总体上来说，新疆哈密地区移动通信基站电磁辐射值较低，对周围环境影响不大，符合国家标准。

4 结论与建议

4.1 结论

此次新疆哈密地区移动通信基站电磁辐射环境影响评价工作选择了8个具有代表性的典型基站进行电磁辐射监测，监测得到的123组数据电磁辐射值均小于0.446μW/cm2，监测结果表明其电磁辐射值较低，符合相关规范要求，移动基站引起的电磁辐射水平对环境的影响程度小。

4.2 防护措施建议

（1）做好合理规划和合理布局，建设基站工程之前，应进行环境评价工作，尽量避开环境敏感点，以防为主。

（2）移动通信基站建设前应对拟建地点以及周围环境的电磁辐射水平进行监测，其公众照射导出限值的功率密度大于8 μW/cm2的地区不得建设移动通信基站。

（3）合理选择基站发射功率、载频数、半功率角、下倾角、架设高度、方向角等参数，在满足信号覆盖的前提下，尽量降低基站发射功率。

（4）合理选择新建基站的施工方式，优化工程用地，合理布置施工区，减少铁塔建设及站房建设施工对土地的占有，降低对生态的破坏，工程临时占地在工程结束后积极实施植被恢复。

（5）在住宅楼上建设移动通信基站，建设前建设单位、建筑物产权单位或业主应充分征求所住居民的意见，发生纠纷时应及时向居民做宣传解释工作。

参考文献

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篇5

【关键词】家用电场强度测试仪;设计;通信协议;控制软件

20世纪以来，人类最伟大的科技成果和技术进步，当属信息技术和产业的迅速发展。现代电子工业、电信产业的讯猛发展及电器产品的普及，不仅给人类带来快速、有效地获取信息和交流信息的新技术、新手段，同时也使人们能获得廉价和便利的信息服务。伴随着科学技术的不断发展，电磁技术已广泛应用于国民经济的各个行业、各个部门，甚至走入了千家万户。然而，电子产品及相关技术的广泛应用不仅给人类创造了巨大的物质文明，同时也把人们带近一个充满人造电磁辐射的环境。这就好比太阳和紫外线总是形影相随一样，人类要享受到阳光普照，就不可避免的要遭受紫外线的辐射。而电磁辐射是一种看不见、摸不着、难以感知的“隐形污染”。各国科学家通过长期的研究，逐渐取得了一个共识，他们认为：当电子辐射在一定的空间区域内，其强度达到一定的强度限值以后，对人身健康或动物的生存安全等，都会产生不良的影响，同时也对电子仪器、设备，包括通信设备的安全运行产生负面影响。EMF（Electromagnetic Field，电磁场）目前已经是人们公认的、最为普遍的环境影响因素之一，无论是经济科技发达国家还是发展中国家，人们都越来越关心电磁场可能导致的各种危及健康的负面效应。

一、国内外研究现状述评

人们认识到电磁波对人类的伤害，最早可追溯到上个世纪30年代。当时众多高频加热工人出现乏力等症状。二战期间，雷达被广泛使用，这使不少人受到微波的照射，战后还有一些媒体报道了第一例微波白内障的病例。但是在那个时代里，人们更为关注的是电离辐射，显然这些报道在当时并没有引起人们足够的重视。人类有组织的开展相关科研活动，始于20世纪50年代。1954年，美国调集各方专家开始了协作研究，他们实施了耗资巨大的动物实验，当时采用的辐射强度大于100M/CM?。经过长期的观察和计算，专家们一致认为10M/CM?是安全“上限”。事实上，前苏联早在1953年就开始了专门的研究。与美国截然不同，他们除了实验室工作外，还进行了大量的深入生存一线的流行病学调查。而我国进行有组织的专门研究，是从1963年正式开始的。由于对电磁辐射所造成的健康危害的理解有所不同，不同的国家所制定的电磁辐射标准有很大的差异。其中俄罗斯、意大利、中国、比利时等国家在制定标准时，充分考虑了电磁辐射对人体神经效应方面的影响，标准限值比较严厉;而美国、澳大利亚、德国等国在制定标准时，则采用了国际非电离协会的推荐标准，没有考虑到电磁辐射对人体神经效应方面的影响，而只是考虑了已有明确研究结果的热效应，标准限值相对较为宽松，然而迄今看来，将来仍然有进一步提高标准限值的可能。

近二十年来，随着我国国民经济的持续健康发展，人们对家用电器的需求量日益增加。各种家用电器、电子设备和设施日益广泛地应用于人们的日常生活和工作中。随之而来的是，电磁辐射污染问题也日益严重。据国家环境保护总局的环境电磁辐射污染调查显示，我国目前环境中人为电磁辐射不断增加的主要原因是：（1）各种、家用电器的日益增多，功率的增大;（2）工业、科研、医疗应用中高频用电设备的增加;（3）电力部门高压输电线路的发展;（4）交通运输工具及设备的飞速增长，包括私家车的普及应用。

还有一个不容忽视的方面，就是目前我国移动通信设备的发展突飞猛进。据有关媒体透露，全世界家用移动电话用户是数十亿，中国占其中五分之一。电子科技为我们的生活、工作带来了巨大方便，但同时带来的磁辐射也对人体健康造成了严重的负面影响，这越来越受到人们的广泛关注。在早期的电磁功率测量中提出了各种方法，比较传统的，如小功率二极管检波法、热点偶发等，大功率的有谁热熔记。在早期的国家标准中，经常在电磁辐射测量中采用的，是上海无线电厂、宿迁无线电厂及深圳深望的RCQ-1A、ML-91与SRM-3000等，这些产品大多存在体积笨重、智能性差和测量精度低的缺点，特别是测量频段范围不能符合技术要求。国外的产品则主要有德国的YMR-300与意大利的PMM8053等产品，性能良好但其价格较为昂贵。为了适应我国人民日益增长的物质文明和精神文明的现实需要，今后相当长一段时间内，深入开展电磁辐射监测的单位和机构必将日益增多，可由此预测出，未来对检测仪器的需求量势必很大。积极研制开发高质量且廉价耐用的仪器、尤其是自动检测仪，可以帮助人们针对电磁环境的负面影响采取一定的防护措施，因而对于家用电场强度测量仪的设计具有非常重要的现实意义。

二、家用电场电磁辐射防护与测量标准

为了避免或尽量减少电磁辐射对人类健康的负面影响，乃至起到防护和卫生安全的作用，我国国家环境保护局、卫生部、信息产业部和国防科工委分别颁布实施了多项国家强制性标准和测量、防护标准。这些标准，对电磁辐射防护和卫生安全分别提出了标准限值要求，对人身健康和安全、环境卫生以及通信设备的安全等方面，在一定时期确实起到了非常重要的作用。具体到家用电场电磁辐射防护与测量，我国现有两个标准：一是国家环境保护局的国标“电磁辐射保护规定”，二是卫生部的国标“环境电磁波卫生标准”电磁辐射防护规定。防护限值的适用频率范围为100KHZ-300GHZ，规定中的防护限值是可接受防护水平的上限值，并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值。“环境电磁波卫生标准”又分为一级标准和二级标准。一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切入群，均不会受到任何有害影响的区域：二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切入群可能引起潜在性不良反应的区域。超过二级标准的地区可作为绿化带或种植农作物等。

为了切实保护人们的健康，同时促进广播、通信等事业的发展，国家质量监督检验检疫总局在已有的电磁辐射防护标准的基础上，组织有关部门成立了电磁辐射暴露限值国家标准制定联合工作组，负责制定了《电磁辐射暴露限值和测量方法国家标准（征求意见稿）》。该标准中规定了频率范围为0Hz|≤F≤300GHz的电磁辐射为暴露限值。

三、本测试仪的主要功能和技术指标

本文根据家用环境电场测试仪的技术要求，参照国家环境保护局的国标“电磁辐射保护规定”、卫生部的国标“环境电磁波卫生标准”电磁辐射防护规定，以及《电磁辐射暴露限值和测量方法国家标准（征求意见稿）》，经由实验，设计出家用电场强度测试的技术方案。本设计所推出的家用电场强度测试仪利用宽带电场强度的检测技术，采用具有世界先进水平的电场测量探头，通过采样数据的滤波和智能处理，准确给出测量位置的综合家用电场强度，并通过智能分析给出测量环境是否超出电场环境安全极限的状态指示。经由测试结果验证，本设计方案现实可行。

（一）总体设计及工作原理

本设计方案所推出的家用电场强度测试仪，主要由传感器、滤波网络、放大部分、模数转换、键盘控制、单片机控制单位，显示和报警部分等组成，整个系统采用9V电池供电，由传感器探头检测到的电磁信号通过滤波网络送至放大电路，通过滤波、放大后的信号进入模数转换模块，转换后的数字信号送到单片机中进行处理;在程序设计中，对所有的数据进行计算，得出电磁辐射功率密度的大小，将其在液晶模块上显示出来，并具有峰值显示功能。同时，对超过限定值的，则会给与警告提醒。

值得注意的是，传感器探头的优劣对家用电器的电场强度信号的接收性能会有很大影响，而传感器探头的性能和质量取决于探头的电气参数。本测量仪采用PMM公司的微带设计的加固探头，频率很宽，增益在使用电器时基本不变，可靠性程度较高，能够满足测量仪的设计要求。对传感器探头所得的信号进行滤波，去除高频成分，可以采用有源低通滤波。由于探头感应的信号比较微弱，需要经过低噪放大器将信号进行放大，而且需要低噪放大器输入端和电场探头的阻抗匹配，以便获得最佳的信号能量传递效果。

测试仪的好坏除了与硬件部分的实现有关，软件的设计也是至关重要的。有鉴于此，选用适当的软件设计结构和方法，对整个系统的功能实现都起着关键性的作用。该方案将硬件划分为探头和主机两大模块，并在家用电场强度测试仪系统硬件设计的基础上，给出了系统软件的总体设计思想及详细设计过程。本测试仪的软件部分，不仅对实用性有一定程序的要求，而且要对系统资源进行恰当的管理和调度。系统软件设计中心必须重视问题定义、软件结构设计、软件编制、软件调试与测试等过程。因此，系统采用模块化和结构化程序设计方法，自顶向下逐步求精，达到提高设计与调试效率的目的，同时使用先进的数字信号处理方法，通过设计高质量软件来提高系统软件的实时性和并行性，尽量优化软件系统。

（二）本测量仪的系统功能分析

本设计方案所推出的家用电场强度测试仪，其系统软件包括下位机软件和上位机软件两大部分。在家用电场强度测试仪系统硬件和软件同时实现的基础上，笔者对本设计推出的家用电场强度测试仪进行了功能测试。测试结果多次表明，本设计推出的家用电场强度测试仪性能稳定，能够实现电磁辐射的准确测量、上下位机通信，安全可靠，符合设计要素，并且有便携、多功能、扩展功能良好等特点，具有很好的使用价值，能够准确无误的测试家用电场强度。本设计经由实验推出家用电场强度测试仪，经验证可以实现以下功能：

（1）可进行三向电场综合数，对测量数据可进行定时处理和即时显示数据。

（2）可实现测量数据的保持，并实现保持数据的存储、转发、显示，可实现数据的实时平均、最大值提取等处理运算。

（3）可于上位机进行通信，可通过上位机进行测量数据的标校;上位机控制与标校软件人机界面友好;上位机具有对测试仪进行检测的功能。

（4）全部操作过程显示界面中文标示。

（5）适时显示必要的数据格式。

（6）测试数据可记忆存储1440个数据。

（7）在环境电场大于200V/M时，可以自动保护，并有过载显示;在环境电场低于200v/M时，可以自动恢复测量。

（8）具有报警门限设置，调整间隔0.1V/M，开机后自动设定报警门限默认值为10.6V/M警告要求;测量电场数值等于或大于设置的报警门限值时，以灯光和显示提示形式发出警告。

四、结论

本文所提出的家用电场强度测试仪设计方案，将硬件划分为探头和主机两大模块。探头模块采用意大利PMM公司的微带设计的加固型探头的测量数据接收，能够实现数据的处理运算、存储、显示、功能按键处理、过线声光报警、上下位机通信等功能。以上详细讨论了系统硬件设计，介绍了主机模块的硬件电路，实现了系统的各项功能。并在家用电场强度测试仪系统硬件设计的基础上，给出了系统软件的总体设计思想及详细设计过程。系统软件包括下位机软件和上位机软件。下位机软件即为场强仪主机控制软件，主要实现主机控制功能。具体设计了中断处理、EEPROM读写、液晶显示、键盘控制和温度测量等控制软件。上位机软件实现控制计算机（上位机）和场强仪主机（下位机）的通信，通过上位机控制下位机，实现对电场强度测试仪主机参数设置、校准设置、数据读取和存储等功能。文中还设计了合理的人机界面、相应的通信协议和功能管理软件。

本设计方案所推出的家用电场强度测量仪，可以对电磁辐射进行测量，利用单片机实现对采集的信号进行处理和控制。而且具有体积小、重量轻、使用方便测量速度快等优势。总之，这是一款具有较高实用价值的家用电场强度测量仪。

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