电磁辐射选频仪例1

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.149

1 引言

随着移动通信网络规模的扩大和用户数量的增加，移动通信基站的数量不断增加。公众在充分享受现代通信设备为生活带来的便捷的同时，遍布各地的移动通信基站所产生的电磁辐射是否威胁人体健康，也逐渐成为各个运营商和公众争论的焦点。[1]公众对移动通信基站周边电磁环境安全性的关注、焦虑、冲突及相关投诉逐年上升。

但应注意的是，由于中、短波广播具有影响范围广、发射功率大、场强大的特征，且大中型城市普遍都有大型的中波广播发射台，中、短波广播是城市电磁辐射环境的主要贡献源之一。非选频测量仪很可能在测量基站电磁信号的同时也测到了中短波广播台信号，导致最终测值比基站电磁信号场强值偏高[2]。若基站监测时不区别、排除中短波信号的干扰，依照基站限值对包含中短波信号的基站电磁辐射监测值进行安全性评价，最终可能会得到基站电磁辐射水平不合格的错误结论。

2 监测方法

2.1 信号监测

实时监测当前测量环境中移动通信基站信号是否存在干扰信号，该干扰信号包括：中波信号或者短波信号；选取包括中短波频段和基站频段的综合电场探头，使该综合电场探头连接监测仪主机，得到综合电磁辐射监测仪；将综合电磁辐射监测仪垂直架设，使综合电磁辐射监测仪中的综合电场探头和监测仪主机的连线垂直于地面，记录该综合电磁辐射监测仪的垂直场强数据监测值；将综合电磁辐射监测仪水平架设，使综合电磁辐射监测仪中的综合电场探头和监测仪主机的连线平行于地面，记录综合电磁辐射监测仪的水平场强数据监测值；根据垂直场强数据监测值与水平场强数据监测值的变化幅度，监测当前测量环境中是否存在中短波信号。

2.2 干扰信号的判断

在监测到当前测量环境中存在移动通信基站信号的干扰信号时，分别测量当前测量环境中包含移动通信基站信号和干扰信号的综合场强以及干扰信号的干扰场强；计算垂直场强数据监测值与水平场强数据监测值的变化幅度；当水平场强数据监测值大于垂直场强数据监测值以及水平场强数据监测值存在任意一方向的最大值，且变化幅度大于设定阈值时，判定当前测量环境中存在短波信号；当垂直场强数据监测值大于水平场强数据监测值，且变化幅度大于设定阈值时，判定当前测量环境中存在中波信号；当变化幅度小于设定阈值时，判定当前测量环境中不存在中波信号和短波信号。其中，综合电磁辐射监测仪和专用电磁辐射监测仪均为非选频式宽带辐射测量仪。测量时采用绝缘支撑架；该绝缘支撑架用于架设综合电磁辐射监测仪和专用电磁辐射监测仪，以采集当前测量环境中的场强值；其中，绝缘支撑架包括：三脚架或者绝缘延伸杆。

2.3 干扰信号的监测

如果当前环境中存在中短波信号，则选取包括中短波频段的专用电场探头，使专用电场探头连接监测仪主机，得到专用电磁辐射监测仪；将专用电磁辐射监测仪垂直架设，使专用电磁辐射监测仪中的专用电场探头和监测仪主机的连线垂直于地面，记录专用电磁辐射监测仪的垂直短波场强数据监测值；将专用电磁辐射监测仪水平架设，使专用电磁辐射监测仪中的专用电场探头和监测仪主机的连线平行于地面，记录专用电磁辐射监测仪的水平中波场强数据监测值。

2.4 计算与评价

根据综合场强和干扰场强，计算移动通信基站电磁辐射场强，在监测到当前测量环境中存在中波信号时，选取综合电磁辐射监测仪的水平场强数据监测值作为中波综合场强测量值；在监测到当前测量环境中存在短波信号时，选取综合电磁辐射监测仪的垂直场强数据监测值作为短波综合场强测量值。其中，根据综合场强和干扰场强，计算移动通信基站电磁辐射场强，分别按照以下公式计算移动通信基站电磁辐射场强：

其中，Eb表示移动通信基站电磁辐射场；E1表示中波综合场强测量值；Em表示水平中波场强数据监测值。

其中，Eb表示移动通信基站电磁辐射场强；E2表示短波综合场强测量值；Es表示垂直短波场强数据监测值。

将计算得到的移动通信基站电磁辐射场强与标准场强限值进行比较，得到比较结果。根据得到的比较结果，评价移动通信基站电磁辐射场强是否符合国家电磁环境控制限值要求。

3 小结

本文介绍的移动通信基站电磁辐射的监测方法，与现有技术相比，其能够实现简单、快速、低成本地甄别基站监测过程中中短波广播的影响，减少检测人员工作量；并且，利用现有仪器及频段差异特性，通过间接计算得到基站准确测值，降低了监测成本；同时，排除了中短波信号的干扰以及中短波信号错误参与基站安全性评价，实现了准确、客观地评价通信基站单项照射剂量。

电磁辐射选频仪例2

一、电磁辐射暴露相关概念和术语

1.基本限值和导出限值

科学实验表明，过量的电磁照射对人体有一定的伤害作用，许多国际的、国家的文件都规定了电磁暴露的人体安全限值。虽然这些文件在具体规定上有所不同，但大多数文件都使用了相同的方法：即用基本限值和导出限值给出电磁辐射限值。

基本限值是指判定人体对电磁场产生生理反应的基本量。基本限值适用于身体存在场中的情形。人体暴露的基本限值通常以比吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）来表示。

导出限值是指可以产生与基本限值相应的电场、磁场和功率密度的值。由于基本量很难测出，大多数文件给出了电场、磁场和功率密度的导出（参考）限值。

2.环境电磁波辐射强度分级

以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界，环境电磁波允许辐射强度在卫生部标准中按级分为一级和二级。在环保局GB8702-88中和军用领域，电磁辐射暴露安全标准则分别以职业照射和公众照射，作业区和生活区进行界定。一级为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域；新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线，在其居民覆盖区内，必须符合“一级标准”的要求。二级为中间区，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（包括婴儿、孕妇和老弱病残者）可能引起潜在性不良反应的区域；在此区内可建造工厂和机关，但不允许建造居民住宅、学较、医院和疗养院，已建造的必须采取适当的防护措施。超过二级标准地区，对人体可带来有害影响，此区内可作绿化带或种植农作物，但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施，如机关、工厂、商店和影剧院；如在此区内已有这些建筑，则应采取措施，或限制辐射时间。二、电磁辐射标准国际上，在电磁辐射安全领域有两大主流标准，一个是ICNIRP标准，即国际非电离辐射防护委员会（The International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection，ICNIRP）的标准，另一个标准是美国的IEEE标准。

在世界卫生组织等组织的推动下，IEEE标准的限值今后将统一到欧标（ICNIRP）的限值上。

在我国，由不同部门制定的多部电磁辐射国家标准同时并存。在民用领域主要有：

GB8702-88《电磁辐射防护规定》；

GB9715-88《环境电磁波卫生标准》；

GB12638-90《微波和超短波通信设备辐射安全要求》；

GB10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》；

GB10437-89《作业场所超高频辐射卫生标准》；GB16203～96《作业场所工频电场卫生标准》等。

在军用电磁辐射防护领域，与电磁辐射相关的国家标准比较典型的有：

GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》；

GJB1450-92《舰船总体射频危害电磁场强测量方法》；

GJB1446.40-92《舰船系统界面要求电磁环境电磁辐射对人员和燃油的危害》等。

目前，环保局执法一般按照GB8702-88来进行，其在30MHz～3GHz之间的公众导出限值为40mW/cm2。但是，国标委关于手机电磁辐射的标准采用了欧标限值（SAR限值为2.0W/kg）。

表1为一些组织和国家在移动通信频段的公众照射标准比较。

二、环境电磁辐射测量

1、测量方式

在调查辐射源周围环境电磁波辐射强度及其分布规律时，常以辐射源为中心，采用在不同方位取点的方式进行测量，简称点测。点测时以辐射源为中心，将待测区按一定角度划线，呈扇形展开，按一定距离选点测量。

全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。面测量时，将待测地区（城市）按人口统计划分若干小区，并标明各小区居民中心地理坐标，从中选择若干有代表性的小区作为监测点，进行自动测量和实时处理，经过加权处理后，求出该地区（城市）居民环境电磁波暴露强度值。

2、测量仪器

在对辐射源周围测量和作业区进行测量时，测量仪器一般选用宽带辐射测量仪，包括具有各向同性响应或有方向性磁场探头/电场探头的宽频带电场、磁场设备。在对区域性背景场强和生活区进行测量时，一般选用窄带辐射测量仪，通常采用宽频带天线、频谱分析仪和计算机配套的自动测量系统。

三、国内电磁辐射暴露安全标准和测量的不足

由于环境电磁场的复杂性，国内外在电磁辐射安全标准上尚存在较大争议。就国内而言，相关标准的制定，对推动我国电磁防护设计、保障公众健康、控制电磁辐射水平起到了积极作用，但在实际使用中也逐渐暴露出一些明显不足，具体表现在：

1、标准分散，不统一。无论是军、民标，多个相关的国家标准同时并存，归口管理部门分散，即不利于选用，也不便于统一执法。

2、各标准规定宽严不一。以军标100MHz为例，不同标准电磁辐射暴露限值规定各异，宽严不一，缺乏必要的说明和协调，见表2。

3、量值不统一。各标准中电场强度、磁场强度、功率密度、暴露剂量、V/m、W/m2、W.h/m2、mW/cm2、A/m等同时并存，转换关系复杂，使用起来极不方便。

4、测试频率覆盖不够，不能反映实际情况。无论是军标还是民标，国内现有标准均仅关注了部分频段/频点，远远不能适应现代电子、通信技术的迅猛发展。图1为实测条件下的环境电平。

四、结束语

随着科学技术的发展，各种电子、电气设备在极大地丰富和提高了人们的物质、精神生活的同时，也带来了复杂、严重的电磁污染。加强电磁环境监控，延伸测试频段，加大对不同频率及不同幅照量电磁波对人生理影响基础研究，尤其是累计效应研究，强化归口管理，促成一部科学、安全、具有强制约束力的电磁辐射暴露限值标准任重而道远。

参考文献

[1]《超特高压环境电磁场测量、计算和生态效应》何为等

电磁辐射选频仪例3

X波段测波雷达在海洋观测领域具有重要的应用价值，但其电磁辐射带来的影响也愈发值得关注。通过对X波段雷达工作特点进行分析，提出了使用频谱分析仪和对数周期天线组成测量系统的电磁辐射测试方案。参照国家标准对国家海洋局南澳、遮浪海洋环境监测站的X波段测波雷达电磁辐射功率密度进行了测量和分析，结果表明：X波段测波雷达对环境危害小，对公众安全性好。同时解释了短时曝露限值的含义，提出了要加强员工安全教育的建议。

关键词：

X波段测波雷达；电磁辐射测量；功率密度；频谱分析仪

X波段测波雷达是一种基于船用X波段导航雷达，利用海面回波图像分析波浪参数的遥感观测设备[1]。X波段测波雷达支持多个厂家不同型号的X波段雷达，以国家海洋局引进MIROS公司的WAVEX系统为例，其中X波段雷达使用的谷野雷达型号为FR-2127BB，天线型号为XN24AF，其主要参数如表1所示。该雷达发射功率较高，其瞬时功率可达到25kW，在波浪观测时一般为连续工作，因此其电磁辐射对人存在一定危险性，有必要对其辐射强度开展现场测量和分析。

1电磁辐射测量原理

在电磁辐射测量中，通常用功率密度来衡量电磁辐射的强弱。功率密度是描述单位时间内通过单位面积的电磁波能量的物理量，它是无线电计量中的一个重要参数[2]。要完成对X波段测波雷达电磁辐射的测量，需要根据其工作特点对测量仪器进行对比选型并使用合理的计算方法，从而获得其功率密度。

1.1仪器选型测量电磁辐射通常采用场强仪，但由于场强仪没有频率信息，在周边有其他设备时不容易判断辐射来源和占用频段。频谱仪可以用来测量所需频段的频谱信息，在进行测量时配以相应频段的天线便可组成测试系统。频谱仪优点在于能够直接对某一频段的信号进行测量，从而避免其它频段干扰信号带来的影响。测量设备选用Agilent公司生产的N9918A[3]型频谱仪；选用德国Annoni公司生产的HyperLog60100型对数周期天线，该天线在出厂时已经过专业校准，其天线频率与天线系数[4]的对应关系如表2所示。天线与频谱仪的连接馈线选用1m长专用射频电缆，经测试可知其在X波段雷达工作频段的线缆损耗约为0dB。

1.2计算方法

1.2.1X波段雷达输出的峰值功率与平均功率由雷达原理可知，雷达发射机的输出功率可分为峰值功率Pt和平均功率Pav，二者关系。

1.2.2频谱仪测量值与功率密度的关系频谱仪对信号的测量数值以功率（单位：dBm）或电压（单位：dBuV）的形式给出，若想获得对功率密度的测量结果，需要进行一定的公式换算和推导[6-7]，其过程如下（各物理量的单位以下标形式给出）：

2环境辐射分析

2.1环境控制限值2014年9月国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局了GB8702-2014“电磁环境控制限值”，代替GB8702-88“电磁辐射防护规定”和GB9175-88“环境电磁波卫生标准”。虽然旧标准中“适用于一切人群经常居住和活动场所的环境电磁辐射”[9-10]改为“公众曝露”[11]，但是一般认为该限值规定的是居民区、学校、企事业单位等区域的电磁辐射限值。X波段导航雷达工作频率9410MHz，新标准中该频段的控制限值计算方法如表3所示，经计算得出其限值为1.25W/m2，由新标准中的定义可知，该限值是任意6min内的方均根值。此外，对于脉冲电磁波，其功率密度的瞬时峰值不应超过表3中所列限制的1000倍。对于X波段雷达，其峰值功率密度限制为1250W/m2。

2.2现场测量

2.2.1南澳海洋站测量结果南澳海洋站X波段雷达架设在海洋站的楼顶，气象观测场紧邻雷达，雷达天线高度与人体高度相仿，雷达安装位置和其中一个测量点位置如图1（a）。由于测试设备与雷达距离较近，为防止突发强信号对设备造成损坏，关闭了前置放大器功能，此时频谱仪的噪底为-70dBm，将频谱仪的检波方式设置为RMS（方均根值）。经测试，确定将中心频率设置为9410MHz，经过20min的测量后频谱仪的频谱及读数已基本没有变化，由图1(b)可知其平均功率为-37.4dBm，结合表2和公式可知，其平均功率密度和峰值功率密度分别为6.166×10-4W/m2和2.88W/m2。

2.2.2遮浪海洋站测量结果该站测波雷达安装位置距地面不小于10m，现场的一个测量点在距离雷达位置约36m，测量天线高度与正常人身高一致，约1.7~1.8m。由于测试设备与雷达距离比较远，为保证测量信号不会淹没在噪声中，打开了前置放大器功能，此时频谱仪的噪底为-95dBm，频谱仪的检波方式仍设置为RMS方式。经测试，确定将中心频率设置为9380MHz，经过20min的测量后频谱仪的频谱及读数已基本没有变化，由图2(b)可知其平均功率为-46.37dBm，结合表3和公式可知其平均功率密度和峰值功率密度分别为7.7625×10-5W/m2和0.363W/m2。

2.3长期照射安全性分析从以上两个海洋站实际测量的结果看，在测量点处X波段测波雷达信号的平均功率密度和峰值功率密度均远低于国家标准。这可能与大部分人的认识有所不同，造成这一现象有以下两个原因：（1）X波段测波雷达可以设置扫描范围。南澳站测波雷达设置了朝向海面的一侧发射信号，在雷达朝向观测场一侧时雷达发射机是不工作的；在海面一侧由于无遮挡，因此也没有近距离强反射信号，所以造成测试点雷达信号很弱，几乎测不到，测得的通道功率值大部分来自于带内噪声功率。（2）X波段测波雷达具有很好的方向性。X波段雷达天线的垂直波束宽度只有20°。遮浪海洋站的X波段雷达安装在支架上，距离地面不低于10m，测试时所用的对数周期天线虽然架设高度与人体高度一致，但仍不在雷达主波束辐射范围以内，虽然频谱仪可监测到雷达信号，但其辐射功率很低。人员在雷达所在地点周边活动不会受到雷达辐射危害。

3短时强辐射分析

3.1短时照射辐射限值从强电磁辐射设备旁经过或者短时间滞留，会受到短时间强辐射，超过一定限值时会直接造成伤害。对于短时间辐射情况，国际上最具权威性的标准应该是非电离辐射防护委员会（ICNIRP）颁布的“时变电场和磁场暴露限值的有关导则”[12]。该导则通过科学实验给出了职业照射最高限值为50W/m2，公众照射最高限值为10W/m2。特别需要注意，导则中指出在功率密度达到50W/m2时，对人的眼睛和生殖系统造成直接伤害，到100W/m2时会损伤人体皮肤。

3.2导航雷达限值距离一般导航雷达厂家会在说明书中提示X波段雷达三个关键功率密度限值所对应的距离，如表4所示，但多数都没有给出功率密度的意义。“时变电场和磁场暴露限值的有关导则”对这三个距离作出了解释。3.3短时照射的安全防护南澳和遮浪两个海洋站的测波雷达由于辐射方向和安装高度设置等原因，对于普通民众不会发生近距离受到雷达照射的情况。但是海洋站员工因工作关系，如设备检修调试等，受到雷达近距离辐射的可能性较大，应注意短时雷达照射的防护：首先在雷达工作时应避免近距离直视雷达，以防止眼睛受到伤害，同时应避免进入1m以内区域。此外，海洋站员工应加强电磁辐射有关安全知识的培训，提高安全意识。

电磁辐射选频仪例4

1 缘起

现在常见的基站电磁辐射预测都是基于理论预计，往往和实际测量结果有较大的偏差，只能片面的说明基站电磁辐射影响。本文通过对4G基站天线电磁场微波暗室测量、模拟仿真和实测验证，能较为全面的说明基站电磁辐射水平。

2 暗室测量

本次测量对象是一款单端口馈电多频定向天线，天线尺寸是：20.5cm×17.5cm×4.3cm，测试频率：1710 MHz -2500 MHz；测试仪器：Agilent E5071矢量网络分析仪、Agilent E4447测量系统频谱仪。测试内容：端口驻波比、增益、以及方向图（交叉极化情况和水平面以及垂直面方向图）。

（1）S（散射）参数。使用Agilent E5071矢量网络分析仪测试，测试S参数。结果表明天线在起止频率处S11小于-15dB，匹配特性良好。

（2）远场测试。根据R>，远场应大于0.7m，暗室尺寸满足远场条件，天线被安放在转台进行测试。测试结果如下图所示（以下都以1860MHz为例说明）。

归一化辐射图表明了天线良好的定向半空间辐射特性，交叉极化抑制优于20dB除了2500MHz交叉极化抑制恶化严重。水平面最大增益与最小增益相差30dB。

3 模拟仿真

由于天线电磁场分布的复杂性，生产厂商一般仅提供E-H方向图，其空间电磁场分布不能保证，因此模型的空间电磁场仿真只能在符合天线特性参数的基础上去模拟仿真。使用CST STUDIO SUITE 2014对天线进行电磁模拟仿真，天线端口输入功率设定为1W、计算距离为1m。

仿真结果如图2所示，左侧是3D辐射仿真图（dB），中间和右侧为远场电场强度仿真图（dBmV/m）。

4 实际测量数据及结果验证

为了对电磁模拟仿真结果进行验证，我们选取了一处基站进行了实际测量。

测量时间：上午10：00～11：00，天气：晴好；仪器：NBM-550型综合场强仪，探头型号为EF0391，量程为100kHz～3GHz，在检定有效期内；基站频段：1850MHz-1880MHz，发射功率：0.5W/通道，通道数：1个，平均负载：32%。

测量点位分别为沿主瓣方向和以天线为圆心扇面布置，测量结果为：（1）天线主瓣方向距离天线1m：3.24V/m、2m：1.74 V/m、5m：0.68 V/m、8m：0.44 V/m。（2）以天线为圆心（半径为1米）+90°：1.25 V/m、+60°：1.87 V/m、+30°：2.43 V/m、0°：3.24 V/m、-30°：2.62 V/m、-60°：2.30 V/m、-90°：1.60 V/m。

根据模拟仿真结果读取相应位置电场强度数值为：（1）天线主瓣方向距离天线1m：78.3 dBmV/m（8.22V/m）；（2）以天线为圆心（半径为1米）±90°：68.3 dBmV/m（2.60 V/m）、±60°：73.3 dBmV/m（4.62 V/m）、±30°：75.8 dBmV/m（6.17 V/m）、0°：78.3 dBmV/m（8.22 V/m）。

由于天线实际入射功率为0.5W×1×32%=0.16W，而模拟仿真中的数值是按照1W建立的，因此需要乘以系数0.4（0.16W的开方），所得数值及与监测结果对比见表1。

实测数据在-30°～-90°方向上偏差较大是由于现场在靠近那侧的10米处还有一个移动的吸顶天线，对实测数值有影响。根据表1，可以看出模型的建立是成功的。因此该天线的模拟仿真可以说明基站的实际电磁辐射水平。

5 结束语

移动通信基站电磁场的模拟仿真和实测相互印证，能够从直观和客观两个角度去帮助人们理解掌握电磁辐射对环境的影响。

参考文献

[1]范磊，潘葳.多网共站址建设的移动通信基站电磁辐射防护区域及防护距离划分的探讨[J].辐射防护，2011（2）.

[2]李丰硕，陈志.移动基站电磁辐射对环境影响的建模仿真及分析研究[J].中国新通信，201

电磁辐射选频仪例5

关键词： 电磁辐射；辐射场；数据库

Key words： electromagnetic radiation；radiation field；database

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0210-02

0 引言

随着科学技术的发展，电磁辐射广泛应用于广播、电视、通迅等领域，推动了科学技术的发展和人类进步，但是电气电子设备的大量使用使人类生存空间的电磁场强度迅速增大，过量的电磁辐射会危害人体健康，电磁辐射被认定为造成公害的主要污染物之一[1]。我国许多大中城市也相继展开了对城市市区电磁辐射的调查研究工作。本文笔者在2012年也对延安市区公众暴露电磁辐射进行测量，并建立了延安市区电磁辐射数据库系统。

1 电磁辐射的测量

1.1 测量仪器 工作人员运用先进的PMM8053P非选频式电磁辐射分析仪，实地测量延安市市区公众暴露环境电磁辐射水平。具体运行情况由PAD及相关测控软件进行控制，并与探头和光电数据处理器连接，操作方便，以国内相关标准为依据对射频进行采样测量。用PMM8053P分析仪进行实地测量的过程中，PAD和多种频段的测量探头可以配合使用。采用EP2330S射频探头，将测量精度设定为0.3V/m，对包括手机基站、电磁炉、微波炉、电视、电台和广播等多种频段进行实测，以达到环境监测的基本要求。

1.2 测量布点方案及结果 本次针对延安市区公众暴露环境的测量，依据“一般电磁环境”布点方法进行布点[2]。延安市区的地貌环境比较复杂，长、宽布局非常特殊，城区四面环山，平均宽度大致为0.5Km，地域狭长，河流、公路并行，公路两侧人口分布比较集中。在4条公路主干线上布设测量点，各点间距设计为1Km，将城区划分成多个小方格，测量点就设在每个方格的中心点上，更换不同探头测量了不同频率范围的场强值，最后用非选频探头直接读出测试点的综合场强值。综合场强测量结果见表1。

2 数据库建立

微软公司于1998年推出了Visual Foxpro 6.0可视化数据库管理系统。该系统是基于Windows操作系统而设计出的小型数据库应用系统，它的面向对象程序设计与使用对象的操作要求更为贴近。通过Visual Foxpro 6.0来设置数据库结构，具体内容包括：①数据库结构设计；②数据表结构及关系设计；③表单设计；④查询设计；⑤菜单结构设计；⑥主程序的编制；⑦通过项目管理器编写应用程序并建立用户界面；⑧系统测试。项目管理器属一种组织工具，它能按既定顺序及逻辑关系来组织系统文件，工作人员通过它运用可视化的方法途径来管理数据表单及数据库。设计该数据库结构时，先组建项目文件“dcfs.pjx”，将系统文件存储于“dcfs”目录中，并根据“data”“form”“class”“report”“others”等文件类型进行分类储存，直观、明朗地展示出了整个开发流程。

在下文中，笔者将一个测量点的实测数据作为分析对象，对数据库结构及其构建过程进行详细说明。首先，建立一个项目文件“dcfs.pjx”在其中建立数据库“dcfsl.dbc”并建立表“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”，电磁辐射数据表1与场强与频率曲线图表1分别通过这两个数据表表示。在表“dcfssjl.dbf”中加入字段；测量点，温度，湿度，频率范围，辐射强度，备注。对字段的宽度、类型进行设置后建立测量点的主关键字。同样在表“cqypltl.dbf”中加入字段：测量点，场强与频率曲线，设测量点为主关键字，接下来在数据库“dcfs1.dbc”中通过关键字测量点按照一一对应的顺序建立“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”两个数据表，同时按要求设置参照完整性，一个比较完整的数据库“dcfsl.dbc”便由此产生。根据上述编程模式，用相同的办法就能在项目文件中建立其他测量点的电磁辐射数据表和场强与频率曲线图；再参照已建成的数据库完善数据浏览表、数据查询表和数据维护表，使系统具有数据显示、数据更新、数据查询以及数据维护等功能。

3 数据分析

《环境电磁波卫生标准》（GB 9175-88）公众暴露导出限值标准规定，一级（安全区）电场强度小于5V/m，二级（中间区）电场强度小于12V/m[3]。本次设定的测量点总数为38个，A4点测得的综合场强数据在所有测点中是最大的，最大值是6.458V/m。工作人员进行实地勘察后发现，广播电视转播站、通信基站就设在A4测点的周边，这是该测点综合场强达到最大值的主要原因。即使如此，但该点数值仍低于二级限值。A8、C1、D1测量点的测量值大于1小于2.3，且这三点都集中在延安市中心，说明延安市中心的综合场强较其它区域高，但仍低于一级限值。此次实测数据表明，目前延安城区整体的公众暴露电磁辐射环境较为清洁。

参考文献：

电磁辐射选频仪例6

中图分类号：P416 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0307-02

凡事均有利弊，在电磁辐射广泛存在的今天，可以说电磁波与我们生活密不可分，显然我们在充分利用电磁波给我们带来便利的同时注意减少电磁辐射对我们的伤害才是我们需要做的工作。电磁辐射泄漏是一项系统工程，任何单一的防护措施都不是万无一失的。同时，由于一般环境的辐射水平是在环境本底范围内波动的，因此，准确测量环境辐射水平是相当困难的。为了确保电磁辐射环境监测结果的质量，就需要遵循质量保证原则，即通过全面控制监测过程，包括确定测量的范围和项目、测量的位置和数量、测量的时间和方法、数据处理等，保证测量数据具有完整的质量特征――准确性、精密性、完整性、代表性和可比性。

1、仪器设备管理

所有监测仪器每年至少应在国家计量部门或其授权的计量站检定一次，仪器每次进行检修后还要重新检定。在两次计量检定期间，至少要对测量仪器进行一次期间核查，核查的主要方式是短期稳定性泊松分布检验和长期可靠性检验。以下对这两种检验方式作简要介绍。

1.1 短期稳定性泊松分布检验

1.1.1 计算统计量X2值

可选一个工作日或一个工作单位（比如完成一个或一组样品测量所需的时间）作为检验的时间区间。在该时间区间内，测量10～20次相同时间间隔的本底计数，然后按下式计算统计量X2值：

X2=（n-1）s2/N. （1）

式（1）中：n为所测本底的次数；s为按高斯分布计算的本底计数的标准差；N为n次本底计数的平均值，也是按泊松分布计算的本底计数的方差。

1.1.2检验方法

将计算得到的X2与X2分布的α显著水平的分位数X2（1-α/2），df和X2α/2，df（α为选定的显著性水平，取0.05或0.01；df为X2的自由度，df=n-1）进行比较，如果X2（1-α/2），df≤X2≤X2α/2，df，则表示可以1-α置信区间判断，未发现该装置本底计数不满足泊松分布，没有理由怀疑该装置工作不正常；如果X2X2α/2，df，则表示可以1-α置信水平判断，该装置本底计数不满足泊松分布，有理由怀疑该装置工作不正常，并进一步分析原因。

1.2 长期可靠性检验

取短期内正常工作条件下代表实际定时或定数计数的常规测量的本底或效率测量值20个以上，用这些数据计算平均值和标准差，绘制质控图。之后每收到一个相同测量条件下的新数据，就把它点在图上。如果点落在两条控制线之间，表示测量装置工作正常；如果点落在控制线之外，表示装置可能出了一些故障，但不是绝对的，此时需要立即进行一系列重复测量，予以判断和处理；如果大多数点落在中心线的同一侧，表明计数器的特性出现了缓慢的漂移，需要对仪器状态进行调整，重新绘制质控图。

2、电磁辐射环境监测方案的编制

科学、合理的电磁辐射环境监测方案是现场实测取得正确数据的重要前提，为此，必须做好监测方案的编制。电磁辐射环境监测分为城市电磁辐射环境质量现状监测和电磁辐射源周围环境监测两大类。下面分别介绍这两类监测方案的编制。

2.1 城市电磁辐射环境质量现状监测

城市电磁辐射环境质量现状监测方案的编制可从以下几个方面着手：①明确监测目的。监测目的决定了监测的方法和工作量。②调查清楚城市主要电磁辐射源。清楚广播电台、电视台、机关及工业部门的通信台站位置，移动通信基站等的数量和发射频率，特别注意发射线的位置。③污染因子与监测科目匹配。环境中的电磁辐射大多可视为平面波，因此，只需考虑电场强度。④城市布局轮廓要清晰，基本分清住宅区、工业区、商业区、商住区、风景名胜区等区划，掌握主要医院、疗养院、学校、幼儿园等的位置。⑤监测点位合理。既要根据法规、导则，比如GB 8702―88和HJ/T 10.2―1996的要求布置测量点位，又要参考实际情况进行点位调整，还要考虑地形地物的影响，结合城市地图绘制点位分布图。实际测点需避开高层建筑物、树木、高压线和金属结构等，在距地面1.7～2 m的范围内测量。⑥测量时段和测量频次选取恰当。在无特殊要求的情况下，按导则HJ/T 10.2―1996的要求进行。⑦监测仪器满足监测目的的要求。一般采用综合场强仪，仪器的量程应能覆盖被测的频段。对于异常监测数据，可用频谱仪确定场强的主要贡献者。⑧数据处理和结果表达形式直观明了。数据处理应规范，表达形式应统一。利用测量数据绘制彩图，并以城市平面图相衬，做到直观明了。

2.2 电磁辐射源周围环境监测

电磁辐射源周围环境监测方案的编制主要从以下几个方面着手：①监测目的明确。监测目的决定了监测工作的深度、广度和工作量。②工程分析清晰。工程分析是了解被监测对象全貌的途径，也是分析污染的产生和确定污染因子的基础，尤其应对电磁辐射源的场强分布或畸变予以关注。③监测科目与污染因子相匹配。根据主次污染因子安排监测科目。④环境状况明了，以此确定环境保护目标、敏感点。⑤监测点位布设合理。根据工程分析的结果、技术规范的要求和敏感点分布确定监测点位，并考虑点位数量和代表性。大多数情况下需绘制点位分布图。⑥监测时段和监测频次选取恰当。选取时，应根据辐射设备的运行情况和技术规范的要求，以能够反映实际情况和满足统计学上的要求为佳。⑦异常数据的鉴别和补测。明确规定发现异常数据时的分析程序，必要时进行补测，包括频谱测量。⑧数据处理和结果表达满足当前的通行要求，必要时，可对理论计算值与实测值进行比较。

3、数据处理

3.1 数据的记录

每个测量项目都需要具备统一的、要素齐全的记录文本格式。在测量、分析过程中，应进行清楚、详细、准确的记录，不得随意涂改。

3.2 数据的检查

在着手分析数据以前，要对原始数据进行必要的整理，逐一检查原始记录是否按规定的要求填写完整、正确。如果发现有计算或记录错误的数据，要反复核算后予以订正。

3.3 数据的复审

在数据处理过程中，必须按规范规定的方法对假设、计算方法、计算结果进行复审。复审是由两人独立地进行计算或者由未参加计算的人员进行核算。审核无误后，由审核人签字。

3.4 数据的保存

计算机程序的验证材料、操作人员的资格、质量保证计划的核查等资料应全部归档，所有的监测记录、质量保证编制文件都应妥善保存，一般应保存至设施停止运行后10年至几十年；环境监测的结果应长期保存。另外，定期对准确度、精密度控制和能力验证活动中的数据进行讨论、分析，选择适合的模式进行评价。

4、加强电磁辐射源的管理

为了加强电磁辐射源的管理，需要从两方面着手，一是加强电磁产品的管理，保证产品质量，二是加强电磁辐射污染源的管理。具体而言，应从政府、业主、社会三方面入手，加强电磁辐射污染源的管理：1）业主自管是基础。作为电磁辐射源的所有者，应当自觉对自己所拥有的电磁辐射源产品设备加以管理，这是加强电磁辐射污染管理的基础，也是实现电磁辐射源“三位一体”管理的基础；2）政府监管是保障。政府监管是加强电磁辐射源管理的终极保障。当前，环保理念日趋深入人心，人们对于电磁辐射污染的认识也在逐步提高，多数业主均能采取有效措施加强自管，但也存在少数人无视他人及长远利益，听之任之，因此，必须加强监管，方可保证各项规范都能得以落实。具体而言，不同管理部门应加强职能分工，卫生部门负责制定应对电磁辐射危害人体健康的相关政策标准，加强这方面的监管，质量技术监督部门负责制定完善的国家标准，环保部门负责制定应对电磁辐射对生态环境污染的政策标准与监管措施，信息、交通、铁道、电力部门负责出台对应行业的相关政策与标准，确保其全面执行；3）社会协管是补充。电磁辐射源周边潜在受害者、社会环保组织、新闻从业者也应对电磁辐射污染给予足够的关注，应加强社会协管，在社会舆论的压力下，对业主自管、国家监管进行督导，发挥应有的查漏补缺作用。

5、实验室之间的比对

针对某个场量参数开展实验室之间的比对测量，是发现测量系统误差、测量人员操作失误和测量仪器工作状态异常的有效措施，也是测量人员相互交流经验的方式，因此，各实验室要积极参与国家计量部门和主管部门组织的比对活动。

6、结束语

综上所述，电磁辐射环境监测是环境监测的重要组成部分，也是辐射环境管理的必要手段。监测所得的数据是政府宏观决策的技术支持、环境执法的科学依据，因此，同其他类型的环境监测一样，电磁辐射环境监测的质量保证工作尤为重要，我们必须做好电磁辐射环境监测的质保工作，为电磁辐射环境监测的现代化管理打下坚实的基础。

参考文献

电磁辐射选频仪例7

中图分类号：X591 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）2-0059-02

1 引言

随着科学技术的快速发展，移动通讯技术已经完全融入人类生活的方方面面，移动通信基站是移动通信设备信息的交换中心，在其交换信息的同时存在着电磁辐射。人们在使用通信设备的同时也在担心着电磁辐射的污染。近几年来，南充市市民对移动通信基站的投诉逐年增加，市民要求通信公司拆除自己生活环境周围的移动通信基站，因此经常与通信公司产生各种纠纷。对南充市移动通信基站周围电磁环境现状的调查是开展南充市电磁辐射管理的基础工作，有助于环境管理部门对南充电磁辐射环境区域形势的正确判断，同时也有利于提高市民对移动通信基站所产生的电磁辐射的正确认识。

2 调查方法

2.1 调查对象

南充现有9个县、市、区，分别是顺庆区、高坪区、嘉陵区、营山县、蓬安县、西充县、仪陇县、南部县、阆中市，本次调查选择了9个县市区中82个移动通信基站，主要选定城区基站，并兼顾乡村基站。为更好的反应移动通信基站周围电磁环境现状，本次调查监测主要覆盖移动通信频段（700～3000 MHz）。

2.2 监测仪器

监测使用的仪器为PMM公司的PMM8053B型电磁辐射分析仪，采样EP33M型探头。仪器在检定有校期内。相关参数见表1所示。

2.3 监测布点及数据处理

监测时间选择在8：00～18：00通话最繁忙的时段，天气条件为无雪、无雨、无雾、无冰雹，环境温度为20.3～31.7℃，环境湿度为34.1%～75.1%，监测布点选择在以基站天线为中心半径50 m[1]的圆形区域内，主要考虑天线的主射方向与区域内敏感点的室内、室外进行布点。仪器探头距离监测平面1.7m，离操作人员大于0.5 m，每个测点连续测5次，每次测量时间应不小于15 s，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。由于所用监测仪器只能读出电场强度，所以需要利用功率密度与电场强度换算的关系式[2]为：

P=E2η，

式中：P为功率密度，单位为W/cm2； E为电场强度，单位为V/m； η为电磁波在空气中的阻抗，η为377 Ω。

2.3 评价方法

《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014）中，对在30～3000 MHz频段内任意连续6 min内功率密度限值为0.4 W/m2。

《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/T 10.3-1996）对单个基站的环境管理限值执行功率密度的1/5，即0.08 W/m2。

3 移油ㄐ呕站周围电磁环境监测结果分析

本次监测82个移动通信基站，共383个监测点位，基站周围电磁辐射环境监测结果见表2。

由表2可知，在383个监测点位中，最大值是0.0792 W/m2，平均值是0.0101 W/m2，所有点位均低于0.08 W/m2的环境管理限值。

图1是对南充市移动通信基站监测结果的分段统计，小于0.05 W/m2的监测值占总监测点的66.6%，而小于0.04 W/m2的监测值占到了91.4%，大于0.04 W/m2只占8.6%。可见，南充市移动通信基站周围电磁辐射均小于0.08 W/m2的环境管理限值，且电磁辐射水平较低。

4 结语

本次监测南充82个移动通信基站周围电磁辐射均符合《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014）与《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/T 10.3-1996）的规定和要求。南充市移动通信基站电磁辐射总体水平较低，因此没有必要对基站产生的电磁辐射过分担忧。

电磁辐射选频仪例8

关键词：电磁辐射 磁场探头 混频 STC89C51 北斗定位

中图分类号：P22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（a）-0079-04

Study on the Electromagnetic Level of Residents’ Environment Based on the Beidou Positioning Technology

Zhou Sipei Zhu Yanfeng Liu Yufei

（School of Electroics and Information Engineering，Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing Jiangsu， 210044， China）

Abstract：With the research of electromagnetic radiation， electromagnetic interference problem has attracted people's attention， the harm of its also nots allow to ignore， so on surrounding residents environmental electromagnetic level detection become the primary problem. In this design a kind of using beidou positioning technology of the magnetic field intensity measuring system， this paper introduces the hardware principle and software flow in detail. The measurement system is mainly composed of new stripline structure of near field magnetic field probe， mixing circuit， amplifying circuit， A/D conversion circuit， single-chip microcomputer control circuit， beidou positioning， display module， etc. High frequency signal by the probe acquisition by NE602 mixer chip for intermediate frequency modulation signal， the AD620 amplifier circuit and AD7793 sampling circuit transmission to 80 c51， and reads the beidou positioning coordinates to LCD12864 display， so as to realize the electromagnetic radiation of measuring the local level.

Key Words：Electromagneticradiation； Magneticfieldprode； Mixing； STC89C51； Beidou navigation and positioning

众所周知，电磁辐射形成干扰源之后，不仅能影响通讯，影响心脏起搏器功能，影响精密仪器的精确运作，有时甚至可能引起炸弹引爆，迫使飞机异常起飞或降落[1]。最重要的是，它们也对人们的身体健康造成了直接的影响。目前，有关居民环境的电磁干扰问题已引起了世界各国及有关国际组织的普遍关注[2]。因此需要测量居民周边的电磁场强度，来了解电磁辐射情况。

文章所提出的基于北斗定位技术的电磁探测系统可以把探测的每一个位置坐标与电磁辐射水平结合起来构成整个居民环境的电磁辐射水平图。未来只要手持该设备沿着居民小区走几圈就可以得到整个小区的电磁辐射水平图，有助于普通居民简单地探测生活中的电磁辐射情况，了解自己所处的环境，对于居民的生活有极大的意义。

1 电路功能模块介绍

系统的整体技术框图如图1所示，由探头接收、混频电路、放大电路、模数转换电路、单片机控制电路组成。下面具体阐述各电路的功能实现过程。

1.1 探头接收

传感器探头是检测电磁信号的基础，其质量的好坏对电磁辐射信号的接收性能有很大影响。此次设计采用一种新型带状线结构的近场磁场探头[3]，其具有探头直径尺寸小、结构简单、空间分辨率较好、测量频带范围较宽等优点。该探头通过带状线结构以及圆环状的导带末端，总体呈对称结构，采用SMA（sub-mininature-A）接头进行馈电，所以可以达到很好的屏蔽电场作用。带状线（特性阻抗Z0=50Ω）结构探头具体相关结构如图2所示。

根据其设计原理，当磁场垂直穿过探头的环面，则探头的输出电压可近似表示为：

ds （1）

其中，μ0为真空磁导率，H为探头导带圆环中心的磁场强度，S为探头的圆环面积，ω由磁场的频率决定。所以只需测出探头的输出电压，即可通过公式（1）求出该处的磁场强度。但是由于探头测得的信号为几百兆的高频信号，所以需要通过混频将其调制为中频信号，才可方便测量。

1.2 混频电路

在此次设计中采用混频芯片NE602完成混频过程。NE602的输入和输入阻抗在低频时约为1.5 k，并随频率的增大而减小。输入信号在混频前先被放大，其电压增益约为10。其中，混频模块电路图具体如图3所示。在NE602的本振电路中，采用简单的考毕兹（Colpitts）晶体振荡器[4]。它使用基波型晶体，振荡频率可达20 MHz。C1、C2组成反馈网络，它们的数值必须准确，可按下面的公式计算：

（2）

（3）

其中，F为基波型晶体的频率，单位是MHz，电容容量单位为pF。

1.3 放大电路

由于从混频器出来的中频信号幅值仍较小，所以需要对其进行放大。此设计中所用的放大器为常见的仪表放大器AD620[5]。AD620的两个内部增益电阻为24.7 kΩ，因而增益方程式为：

G=49.4 kΩ/RG+1 （4）

在此次设计中需对微小信号放大100倍，使得采样更为精准。所以由公式（4）得，应选用RG的值约为498 Ω。

1.4 模数转换

当放大后的信号传到数模转化模块时，选用常见的AD转化芯片AD7793对其进行采样。AD7793是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声的24位Σ-Δ型ADC[6]。AD7793可以采用内部时钟或外部时钟工作，输出数据速率可通过软件编程设置。AD620与AD7793的电路图具体如图4所示。

1.5 单片机控制电路

此次选用STC89C51单片机作为控制核心。单片机采用内部振荡方式，只需通过单片机的XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接进入内部时钟发生器，如图5所示。外接晶体振荡时，需要加入电容使其快速起振以及稳定振荡频率，常选用30 pF这一典型值。除此之外，为了减少寄生电容，更好地保障振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近[7]。

最后此系统通过单片机对一定时间内的AD采样数值求平均值，以减少误差，得到当前的电压幅值V。而初始信号的电压幅值经过调频器20 dB、放大器40 dB放大，再考虑到电路中的噪声影响大约3 dB，所以可以得到当前电压值V与初始电压值的关系，如公式（6）所示：

20dB+40dB+3dB=63dB （6）

因此可以得到的值，再根据公式（1），即可求出当前的电磁场强度。然后由单片机输出到液晶屏LCD12864，同时单片机从北斗芯片中获取当前定位坐标，一并输出显示，即可完成测量显示当前坐标的电磁强度。之后在该区域不同位置记录下当前数值，便可完成测量当前区域的电磁辐射情况，利用电脑即可画出电磁辐射水平图。

2 软件设计

软件设计采用模块化设计，由主程序模块、数据处理模块、显示输出模块等组成。单片机开机后经初始化，获取A/D采样数值，对数据处理后，在液晶屏上显示磁场强度以及经纬度坐标。软件流程图如图6所示。

3 结语

电磁辐射形成干扰源之后，既会影响通讯，也对人们的身体健康造成了直接的影响。此设计一方面采用了超宽带电磁探头，可以对较大频率范围的电磁场进行测试，满足对电磁辐射危害的研究要求；另一方面，基于北斗定位的位置信息可以把探测的每一个位置的电磁辐射水平结合起来构成整个居民环境的电磁辐射水平图，明显直观地反映居民生活区的电磁辐射情况，可以为居民的身体健康提供一份参考。

参考文献

[1] 朱淑亭.家用电器的电磁兼容性测试技术研究[D].苏州大学，2011.

[2] 狄韶斌，谭金敬.家用电器工频电磁辐射水平分析[J].新疆环境保护，2006（2）：48-50.

[3] 冯超超，万发雨，安苏生.一种探测电磁干扰的磁场探头设计[J].合肥工业大学学报，2016，39（3）：347-350

[4] 江山.振荡/混频器集成电路NE602使用指南[J].实用影首技术，1994（2）：48-53.

电磁辐射选频仪例9

中图分类号P162 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）122-0236-02

1 人民公园的三个基站

我所在的深圳中学西校区坐落在风景优美的人民公园旁，在公园里你会注意到除了锻炼身体的人们和那一栋栋罗列在公园旁的居民楼，就是那两座突兀的发射基站了。在这一带共有三个基站，人民公园有两个，附近的居民区大院里还有一个。在下图，学校附近的三个无线电发射基站用红色的圈标示。

无线电波穿透固体会有穿透损耗，部分辐射会被挡在墙体外面。但是公园比较空旷，到达校园的距离d=74.32m，不足200m，从学校的窗户就能望到基站，且属于水平传播的范围。下图是发射基站和教学大楼的距离，图中两个红点分别是教学大楼和距离最短的1号发射基站。

2电磁波

传播广播信号就是通过电子电路把声音信号通过线路转为电信号，用高频振荡将信号携带到电磁波，传播到周围的空间，在接收端接受了这个电磁波，通过相应设备将电信号再还原为先前的声音信号。电视信号相比而言要稍微复杂一些，不但要处理好声音信号，还必须要把图像信号通过电路转变电信号，并把图像和声音信号共同传递到了高频振荡中，让电磁波携带这两种信号传播到周围的空间。广播所用频率比较高，传播范围大，而电视机中所接收电磁波频率更高一些，范围也更加大。无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射，频率范围宽，影响区域也较大。

3 射频电磁辐射

确实所有的波都具备能量，但是如果频率不高（例如声波）电磁间转换就比较缓慢，并且绝大多数的能量几乎全部经过介质返回，仅仅极少一些要被辐射出去，传递时还必须要依靠有形导体才行；对于频率比较高的，例如光波、无线电波，电磁之间的转换相对较快，因此能量是不可能完全回到原来的振荡电路中，因此电磁就伴随着电场和磁场进行周期性变化传播出去，当然传播形式依然是电磁波，传播之时并不要介质参与，这种波是能够在空间中自由传递，称之为电磁辐射。传递信息之时还能够影响到生物体 。

由于电子技术的广泛应用，无线电广播、电视等各种射频设备的功率成倍提高，地面上的电磁辐射大幅度增加。频率范围宽，影响区域大，还能够附近工作人员造成危害，从研究中表明，电磁波对环境污染主要因素就是射频的电磁辐射。电磁辐射危害人体主要是因为电磁波能量所致。通过一些研究发现，致病效应几乎都是和磁场的振动频率成正比例，是随着增大而随之增大，一旦频率高过了10万赫兹，就能够威胁到人体。如果长时间在这种环境下生活、工作，人体就会受到电磁波干扰，机体组织中的分子在电场影响下会随之发生变化，使机体的神态平衡发生紊乱。如果时间比较长，还可能出现病态表现，其危害表现为以下几个方面：对中枢神经系统的危害、对机体免疫功能的危害、对心血管系统的影响、对血液系统的影响、对生殖系统和遗传的影响、对视觉系统的影响、致癌和致癌作用等，它还对内分泌系统，听觉，物质代谢，组织器官的形态改变，均可产生不良影响。

1988年我国出台《环境电磁波卫生标准》中规定：一级区域内单位面积上通过的微波功率密度不得超过10μw/cm2。

4 电磁波强度的测量

一般电器行都有出售电磁波辐射测试仪，很容易就把其强度测出来，一旦搞过了标准就发出了警讯，使用者必须立即离开被测物。电磁波辐射测试仪可用于各种工作/生活环境的电磁波辐射测试，包括手机电磁辐射测试、调频/电视/短波广播、计算机的无线设备、无线通信、射频发射设备电磁辐射测量等。测试范围：10MHZ―2000MHZ2，计量单位：uw/cm2（微瓦/平方厘米），测试误差：±10，数显范围：1-1999。

当以基站作为中心，而半径为300米的范围中，所布设的点位就是相对水平的零点，而间隔了90度，测量线也是划分成4个方向，其中每一条测量线还要优选出50m，100m，150米……300米等，在这些距离面上设置出测量点，在电磁辐射高峰期中选择测量时间，测量的高度为1.7m，每一个测量点要连续进行五次测量，每一次测量不能够低于15s，还必须要在稳定状态下读取出最大值。而且在测量之时还应该避开高大的树木、建筑物以及高压线等各种影响，气候条件必须要满足仪器的规定条件。

在古代，人们还把油灯当成晚上的照明，但是因为自身遮挡了光线，在灯具的下方就会出现一块很大的阴影，这种阴影就被叫成灯下黑，而基站中基本上也这样，辐射场强的分布上就成为了一个半个椭圆，发射塔下面的信号反而不会太强。

根据公式（b），可得出距对应频段台站不同水平距离处场强。按照管理辐射的限值，就能够得出管理限值和天线之间的距离，也就是辐射防护距离。在公式（b）中，需要4个数据：发射机标称功率、天线增益（倍数）、地面衰减因子、被测位置与发射天线水平距离（km），但是其中有2个数据我们无法取得，只好采用前面的测量数据来推断基站的辐射强度。

6 结论

人民公园的三个无线电基站站点的电磁辐射值远高于安全值，应提醒游人不要长时间在下面逗留。基站到学校的最短距离在100m以内，电磁辐射的衰减和距离成正比，当距离在100m时电磁辐射功率一般为40到50dB，因此基站对学校最近的一座教学楼存在一定的辐射风险，有辐射但是高出标准不多。

参考文献

电磁辐射选频仪例10

射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同，会有不同的组成部分。但从射频收发系统的工作原理来看，射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。（一）射频发射机的构成及工作原理。射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号，并把处理后的信号经天线发出。天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播；本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器；滤波器可以对不同的信号进行分离，得到特定频率的信号或消除干扰信号，滤波器种类繁多，实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器；数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换；混频器主要作用是实现频率变化，常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低，在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。（二）射频接收机的构成及工作原理。射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量，影响无线通信射频收发系统的运行状况。射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器，通过两次下变频，将信号变为满足需要的基本频带信号。射频接收机主要性能指标要求包括：接收微弱信号的灵敏度要求，降低系统噪声系数要求，相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求，射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。

二、无线通信射频收发系统的设计

无线通信射频收发系统的设计包含射频发射机的设计、射频接收机的设计及天线的设计三大部分。设计必须符合射频技术工作原理，使所设计的无线通信系统有良好的工作性能和较高的通信质量。（一）射频发射机设计。影响射频发射机设计的主要性能指标包括：平均载波频率、发信载频包络、射频输出频谱、射频的功率控制、杂散辐射、相位及频率误差、互调衰弱、调制特性及频率稳定度。射频发射机设计是通过功率放大器完成相应的调制处理，改变信号频率的结构，处理后的信号频率经由天线发出。射频发射机设计中，包含放大电路设计及晶体震荡电路设计：放大电路设计时应选择合适的三级管，满足三极管静态工作点电流适中合理调整电阻值保证电路内的工作电压。常用的晶体震荡电路为并联晶体震荡电路。晶体的质量及振子结构影响电路的振荡性能。其中克拉泼振荡电路工作最为稳定，回路受到电极管的影响被电容削弱掉，属于电容反馈三点式振荡器，所以克拉泼振荡电路的频率稳定性较高在射频发射机设计中经常被使用。（二）射频接收机设计。射频接收机设计时应依据通信系统要求使用的信道及频率进行基础设计。首先依据射频接收机的工作信道及频率确定以下性能指标，首先依据中心频率即射频前端电路中滤波器的中心频率来确定滤波器阶数、放大器的增益及降噪声系数；其次设置混频器时需考虑中频信号的频率，符合输入信号频率和本振信号的频率一致，同时选择合适的频率输入到电压源方便控制；最后设计搭建包含基带电路、下变频电路及射频前端电路的射频接收机电路图。放大器同滤波器构成射频前端电路，公分器、移相器及混频器构成下变频电路，由基带放大器和信道选择低通滤波器级联的两条支线构成基带电路，电路基础结构搭建完成后确定各电路基础部分的电路元件完成射频接收机设计。（三）天线的设计。无线通信射频收发系统中的电磁波是通过天线进行接收和发射的，天线是系统重要组成部分，射频接收机与发射机通过天线实现电磁波的传送。天线可以实现将接收到的空间电磁波转化为可经过传输线输送的电磁波，反之亦可实现将送达天线的电磁波转化为可空间传播的电磁波，是一种电磁波传送方式转换设备。电磁波向空间辐射的载体是天线，天线的设计需要满足以下特点方可实现电磁波的辐射：首先需要通过电场的高速变化在天线附近形成位移电流，电磁波的空间辐射是通过位移电流在空间内不断的向前推进来实现的。位移电流的空间推进能力与天线的电源频率有关，电源频率越高电磁波的辐射能力越强。其次天线需要具有带电的开放形结构才能实现辐射电磁波。

三、射频接收机和发射机的测试

接收机和发射机测试时需完成发射机增益与泄露以及接收机输入三阶交调点、增益步进及噪声系数等测试内容。首先，使用电源为射频接收机供电，保证电源电压为5V，使用频谱仪对射频接收机两端的信号进行检测。在输出端检测到的噪声信号经过滤波器后被削弱，输入端没有信号被检测到。根据信号经两次下变频后生成的基带信号频率范围，确定接收机增益变化范围，对发射机增益进行控制方便测试出接收机增益步进。其次，将噪声源连接到噪声分析仪器的输入口上，在频率范围为10-100MHZ及扫描点为400的扫描精度下对噪声分析仪进行校准，保证测试过程中噪声分析的准确性。校准完成后将射频接收机的输出端噪声信号连接到噪声分析仪上，得出接收机的最大增益下噪声系数。最后，发射机的系统功率决定电磁信号的传播距离，射频发射机的泄露值必须严格控制，防止影响发射系统的信噪比。在CGA中将信号发生器中的电磁波调至最大值，检测发射机输出功率，通过将频谱仪的检测端与发射机的输出端信号相连，检测发射机增益，得到边带及本振泄露功率与输出功率的比值。

本文对无线通信射频收发系统的构成及工作原理进行分析，明确无线通信射频收发系统的设计要求及测试重点。科技的进步推动了无线通信射频技术的快速发展，射频技术在人们的生活中得到广泛的应用，无线通信改变人们的生活及工作习惯，实现人与人、人与设备等方面的直接沟通。人们对无线通信系统的依赖性变强，要求变高。无线通信系统的工作性能和应用性能是系统设计的关键，依据无线通信射频技术基本原理完成的设计才能得到认可和应用。

作者:刘中奇 沈学银 单位:扬州万方电子技术有限责任公司

参考文献

[1]舒浩.新一代无线通信射频收发机系统的研究和实现[D].西安电子科技大学,2011.