电磁辐射测量原理

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电磁辐射测量原理范文第1篇

关键词 电磁辐射；煤岩动力灾害；煤与瓦斯突出；冲击地压

中图分类号：TD324 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0083-02

随着我国煤炭开采历史的增长，矿井的深度越来越深，随之而来的是越来越显著的煤岩动力灾害（主要包括煤与瓦斯突出，冲击矿压等）。虽然近年来我国百万吨死亡率逐年下降，但由煤岩动力灾害产生的直接或间接事故已约占全年煤矿事故的2/3，直接导致煤矿安全、经济的严峻态势，所以建立健全有效的动力灾害预报系统对煤矿和工人都有重要的意义。本文所描述的煤岩电磁辐射（EME）法就是一种近年由中国矿业大学率先研究应用的新方法。

目前，我国对冲击地压的监测方法主要有钻屑法、顶板动态仪法、钻孔应力计法等方法，这几种都属于接触式间接反映岩体应力变化的探测法，具有相对较明显的缺陷：钻屑法要想达到较高的预测精度需要较大范围的打孔，工作量较大，而且，其计算要求的数据都与人工的操作时间性有较大关系，相对误差较大；顶板动态测量系统则是在顶板外壁有较显著变形才能被人警觉，达到其极限报警值时往往发育接近完成，而钻孔应力计法一方面在测量过程中对密封要求高，另一方面，本身打孔测应力就对对煤岩应力有一定的破坏，所以结果定与实际情况有出入。

而电磁辐射法则是一种非接触可连续预测的方法，实验验证和实际应用效果都很好。

1 电磁辐射（EME）预测法基本原理

电磁辐射（EME）方法是一种地球物理法，其发现和研究首先是由前苏联的科学家在研究岩石的形变时发现的，主要应用于桥梁隧道等工程方面，后来经过发展才应用于煤矿及其他有电磁辐射现象的地方。

煤、岩等其他一些固体中都含有束缚态的带电离子和呈自由态的带电电子，当其受到外部应力压迫时，因受载的不均匀，煤体或岩体的各部分发生不规则的变形及其破裂，导致固体内部电荷发生迁移，而裂缝的发展也会带动带电粒子的变速运动，这样就会产生电磁辐射的现象。研究已经表明当应变不均匀时，自由电荷与压缩区域的压力是成正相关的，这样高浓度的自由电荷必然会向低浓度区域扩散，这样电荷的电场在运动中产生磁场，从而产生电磁辐射。在实际中已经发现：应力越集中，变形破坏过程越强烈，的到的电磁辐射信号越强，集中量化指标体现在电磁辐射强度和脉冲。

在煤矿应用EME方法预报地压危险时应用的方法如下：

1）临界值法。这种方法是在地压危险较小或没有的区域布置测量点，连续观测10个班的数据，然后将监测到的电磁辐射值、脉冲的个数、电磁辐射的幅值平均值平均，之后乘以系数k，得到的数据即作为为临界报警值。系数取值一般为1.4～1.5。

2）偏差方法。这种方法是以前一班监测到的电磁辐射的平均值为基础，以当班实时监测到的数据减去基础值得到差值，和基础值比较，从而事先预警。

2 电磁辐射（EME）预测法的优势

与传统的预防冲击地压的方法来比，电磁辐射（EME）的预测有明显的优势。

首先符合煤矿自动化发展的方向，它不需要打钻等一系列费时费力的强体力劳动，在一定程度上解放了生产力，节省财力。

再者，与传统的方法相比电磁辐射（EMS）预测突出的系统为非接触式的，能够克服煤岩体在空间分布不均、时间上不稳定等因素的影响，在不额外扰动煤岩状态的前提下，不占用较多人力实现大区域动态连续实时的监测；

而且，相对传统的监测方法，电磁辐射（EME）法可以使用远程控制系统：EME方法反应灵敏，即使煤体发生缓慢的变化也会有信号显示，其监测到的井下各区域电磁辐射强度和脉冲能够综合反应煤岩的变形破裂情形，现代系统结合PLC显示器和工业网络，根据电磁辐射预测法基本原理，主要对这两项指标的监测数据进行人机对话或临突阈值系统自动作的方法对实际区域情况做出反应。

3 现场实验及应用描述

中国矿业大学教授钱建生、王恩元曾对电磁辐射法在煤矿的应用做过很多的验证，经过他们在平煤集团的研究表明：当一个煤层很稳定没有突出可能时，其煤岩电磁辐射强度很弱，脉冲数很少，应用EME方法几乎得不到数据；而当仪器测得的煤岩体的电磁辐射的信号变强，脉冲数随时间变高时，此时的煤体有较大的突出危险性，这时采取一定的措施就可以避免发生事故。通过长时间的观测以及实验分析得到的集团某矿的临突电磁辐射强度值和脉冲数值在后来的一系列预测预报中得到验证，是完全可靠的，这也说明EMS法在预防区域的煤岩动力灾害是可靠的。

抚顺某矿选择78002号二期、-680m东、西探巷及78002号初期回采未受保护的40m煤柱等地点利用电磁辐射预测法进行重点测试。在四个月的测试中，对54个测站，81个测点，共测试数据4800余批，500多万组数据，历经1.5级以上矿震29次，从每次矿震前的测试结果中得到的结论：矿震与电磁辐射强度不是线性的，但是其测试数据表现出一定的变化规律“电磁辐射强度出现连续、密集、大幅度的振荡”。通过分析知道，电磁辐射能量在一段时间内平稳上升时预示着冲激能量集聚，当其达到一定数值时，预示该地段具备了冲击地压发生条件。

应用电磁辐射法很好的是徐州三河尖煤矿。该矿自1911年9月首次发生冲击矿压以来，到2001年累计发生破坏性冲击矿压达25次，仅在西翼坚硬顶板区发生冲击矿压为19次，累计破坏巷道1700多米。中国矿业大学曾运用KBD5电磁辐射监测仪在该矿进行了电磁辐射预测冲击地压的试验与应用，取得了非常满意的结果，使该矿回采速度明显提高，实验结果显示：当煤矿某区域来压明显时，对应区域的电磁辐射就对应的出现辐射异常，具体的对应关系表现为，矿压越大，电磁辐射强度明显增强或出现强烈的振荡，实验过程中有3次预测有危险后采取了措施，未发生冲击地压，而在某先未采取泄压或泄压不完全的地方发生了突出，得到了验证。在根据EME预测无危险区域，未经任何认为干预，也没有发生冲击地压。现在该矿应用KBD-5电磁辐射仪，具体采用电磁辐射的临界值预测方法和变化率预测方法，在具有高度冲击危险条件的9112工作面和9202工作面成功地进行冲击矿压的检测与控制，并且在该矿《冲击矿压控制管理细则》中规定，当检测点的幅值达到80mV、脉冲数增加1倍及以上时，查明该区域范围，并分析该区域冲击矿压危险性，如果处于临界状态，则立即组织卸压，实现安全生产。

4 结束语

现在对煤岩电磁辐射现象的微观解释还不是很系统，这可能对EME方法在其他也有电磁辐射的领域应用会有一定的约束，但是基于煤岩电磁辐射法（EME）对煤矿煤岩动力灾害的监测、预报系统理论及实际应用都已经确定是可行的。而且这种应用的意义不仅在煤矿，对于地下交通正在加紧建设的中国来说也是很有借鉴性的，若能够有所突破，建立一套普适的系统将是一个非常有意义的科研课题。

参考文献

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[4]胡千庭.矿井瓦斯防治技术优选—煤与瓦斯突出和爆炸防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008：45-46.

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[12]张周权，吴兴荣，陈立高.煤矿冲击矿压控制技术——三河尖矿模式[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

电磁辐射测量原理范文第2篇

【关键词】移动通信基站 电磁辐射 话务负荷 GSM TD-SCDMA

1 引言

对于蜂窝移动通信系统电磁辐射环境影响的评估与分析,一般都以基站的最大发射功率为基础进行计算,计算结果通常高于实际电磁辐射水平。GB8702-88《电磁辐射防护规定》对于公众导出限值和职业导出限值则是以平均值的形式给出的。实际上,移动通信系统电磁辐射属于低强度的电磁辐射(

由于现有蜂窝移动通信系统采用TDMA、CDMA等多址技术,其平均发射功率与话务负荷是密切相关的。本文将结合GSM和TD-SCDMA的技术特点,对话务负荷与基站电磁辐射的关系进行分析。

2 话务波动对电磁辐射的影响分析

2.1 分析思路

基站的话务负荷反映了对基站信道资源的占用情况,一定呼损(GoS)下的话务负荷与信道资源之间通常采用Erlang B公式来描述。假定基站在基本信道单元(对于GSM系统是时隙,对于TD-SCDMA系统是码道)上的发射功率是不变的,那么从平均功率的角度来看,小区的辐射功率与信道占用情况成正相关关系,即占用的信道单元越多,电磁辐射功率越大。因此,通过信道资源的占用情况可以把话务负荷与小区辐射功率联系起来。

2.2 GSM基站话务波动对电磁辐射的影响

GSM是一个FDMA与TDMA的混合接入系统,即在频域上以200kHz作为一个频点(载波),对于每个载波,在时域上划分为8个时间片(时隙),每个用户呼叫时需要占用一个物理信道,也就是一个时隙,直到通话完,才释放所占用的信道资源。

对于网络中某一个特定的GSM基站,它的小区数以及每个小区的载频数是确定的。以单载频为例,每个载频有8个物理信道,即信道0～7(时隙0～7)。

以下分两种极端的情况分别估算小区单载频配置时的发射功率:

(1)单载频(设单载频最大功率发射43dBm,即20w),当没有业务时,只有时隙0在发送广播信息,其他7个时隙空闲(无用户),则此时平均发射功率最小:(Pav)min=20/8=2.5w,即机柜顶输出的平均功率为2.5w。

(2)单载频,0～7时隙都被占用,不考虑系统的不连续发射、对业务信道功率控制等机制,则此时平均发射功率达到最大:(Pav)max=20×8/8=20w,即机柜顶输出的平均功率为20w。

因此,单载频配置下的基站机柜顶输出功率波动范围为2.5w～20w,即34dBm～43dBm。假设综合增益(天线增益减去馈线、接头等相关损耗)为G,那么天线发射功率的波动范围为(34+G)dBm～(43+G)dBm,可知单载频配置下的电磁辐射功率密度的波动范围在9dB以内。

根据话务量与信道资源占用关系(Erlang B公式),可以将信道占用映射到话务量(假设GoS=2%),则可建立话务量与机柜顶功率之间的关系,如图1:

2.2TD-SCDMA基站话务波动对电磁辐射的影响

在TD-SCDMA系统中,对于每一个常规时隙,它又有16个码道,因为TD-SCDMA系统是TDMA和CDMA混合接入系统。对于话音业务,一个用户需要占用两个码道,也就是说一个常规下行时隙最多能同时容纳8个话音用户,即一个常规下行时隙有8个信道。

以下分两种极端的情况分别估算小区单载波配置时的发射功率:

(1)当没有业务的情况下,只有TS0时隙的广播信道和DwPTS发射,则整个帧周期内,发射信号的时间比例如下:

上式中数值单位为码片,864为常规时隙TS0所包含的码片数,16表示TS0中保护域(GP)所占码片数,保护域不发射功率;96表示DwPTS信道所占码片总数,32表示DwPTS信道保护域所占码片数;分母6400为TD-SCDMA子帧所包含码片总数。

TD-SCDMA目前一般采用BBU+RRU组网,RRU每通道最大功率为2w,则当没有业务时,实际的每通道平均发射功率为:(Pav)min=2×0.1425=0.285(w)=24.5(dBm)。

(2)考虑3个上行、3个下行时隙配置,下行时隙都被占用,则整个帧周期内,发射信号的时间比例如下:

这样,由于每通道最大功率按2w计算,则实际的每通道输出功率为:(Pav)max=(Pav)min+2×0.4075=1.1(w)=30.4(dBm)。

因此,单载频配置下的基站发射功率波动范围为0.285w～1.1w,即24.5dBm～30.4dBm。假设综合增益为G,那么天线发射功率的波动范围为(24.5+G)dBm～(30.4+G)dBm。可见对于在离基站天线一定距离的特定位置,在单载频配置下的电磁辐射功率密度的波动范围在6dB以内。

根据话务量与信道资源占用关系,可以得到小区单载频时话务量与RRU单通道平均功率之间的关系,如图2:

3 测试验证

3.1 测试方法

本研究中采用了环保部门电磁辐射测量的常用测量仪器――宽带辐射测量仪EMR-300综合场强仪,在某地移动运营商GSM和TD-SCDMA网中选择典型基站进行了话务负荷对电磁辐射的影响测试。测试基本方法如下:

(1)对于GSM系统,在选定站点的小区天线主瓣方向一定距离处(建议10～15米之间),架设电磁辐射测量仪EMR-300,设置ERM-300为自动监测模式,开始进行自动数据记录,并记录测试开始时间;连续测试12小时以上,停止数据记录,并记录结束时间;在EMR-300的浏览模式下,提取数据,并通过网管后台提取被测小区在测试时间段内的话务统计数据,以备分析。

(2)对TD-SCDMA基站,考虑测试时用户较少,话务波动性不明显,需通过手机拨打加载产生话务波动场景,在高、中、低负载下分别进行电磁辐射的测试,观察并记录各情况下的电磁辐射水平。

3.2 测试结果

(1)GSM系统测试结果

为了体现话务变化对电磁辐射功率密度的影响,对测量时段得到的电磁辐射功率密度及对应时段内被测小区的话务负荷进行关联分析,如图3所示:

可见,一天内的功率密度变化趋势与一天内话务量变化趋势大体相同,话务量越大,功率密度相对越大,电磁辐射也越大(但最大值也远低于国家环境管理目标值),这与理论分析的结果是比较吻合的。

(2)TD-SCDMA系统测试结果

为了反映话务波动对TD-SCDMA系统的影响,对被测基站进行了加载测试。测试选取到天线不同距离的点,分别在无呼叫、同时4个语音呼叫、同时2个视频呼叫和同时4个视频呼叫4种场景进行电磁辐射的测量,测试结果如表1所示:

从表1可以看到,在同一距离,随着负载的增加,话务量增大,功率密度逐渐增大;在天线水平主瓣方向,随着离天线的距离增大,功率密度变小。但即使在高负载时,在主瓣方向距离天线1m的情况下,其电磁辐射水平也远小于环境管理目标值8μw/cm2。这与理论极限分析的结果相差较大,经分析应与TD基站的快速功率控制机制有关:受测试现场条件所限,拨打测试的手机离天线比较近(15米左右),这样在通信过程中,基站通过功率控制,将以较低的功率发射,从而导致电磁辐射水平的下降。

4 小结

本文从理论上阐明了移动通信基站话务负荷对电磁辐射的影响机理,通过系统信道资源的占用,将GSM、TD-SCDMA基站的电磁辐射与其话务负荷联系起来,话务负荷越大,电磁辐射水平越高,电磁辐射水平随话务的波动而波动。通过选择实际基站进行了验证测试,结果表明,移动通信站点周围环境的电磁辐射水平随话务的变化有明显的波动:在低话务时段,电磁辐射水平处于一个很低的水平;而在高话务时段,电磁辐射水平有明显的上升。不过在人经常活动区域,电磁辐射水平在高话务时段仍然是远远低于国家环境管理目标值的。在进行移动通信基站的电磁辐射环境影响分析或评价时,有必要考虑话务负荷的因素,以得到更加科学、全面的评价结果。

参考文献

[1]GB8702-88. 电磁辐射防护规定[S]. 1988.

[2]国家环保总局,信产部. 移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)[S]. 2007.

[3]曹兆进,张洪桥,李双黎. 中国射频微波电磁辐射生物学效应研究(综述)[C]. 北京: 99北京电磁辐射与健康国际研讨会,1999: 7-25.

电磁辐射测量原理范文第3篇

【关键词】中国移动通信基站;整改判定方法;辐射超标

一、前言

移动事业发展促进了城乡经济发展，也方便了人们生活需求。但由于移动通讯基站的特点是对环境开放，造成了一定的电磁辐射污染。新闻媒体对此危害也做了大量报道，人们对移动通讯基站的存在越来越感到不安，投诉上访事件逐年增加，严重干扰了公众正常生活与社会稳定。通过对电磁辐射测试方法进行分析，指出移动通讯基站的整改建议及防治措施。

二、移动通讯基站现状及概述

移动通讯在我国迅猛发展，改善了我国通讯落后的状况，促进了经济发展，但由于面对开放环境，也造成了大幅度的环境污染。其中以放射性、辐射、震动噪音为主。世界卫生组织将此污染列为全球第四大污染。移动通讯基站遍布城乡各个角落，在媒体播放了相关电磁辐射的新闻后，个别家庭甚至用铁皮封锁门窗，也有人反应出各种疾病。在铁岭市还出现了破坏移动基站设施等不良现象。在丹东，有居民控告移动基站导致身患白血病等等。近几年，移动基站建设严重影响了公众生活和社会安定。但是移动基站到底会不会对人身体造成伤害，一直人们普遍关注的话题。面对蓬勃发展的移动技术，人们工作生活有了很大的改变，在享受移动带来的便利时，人们开始对电磁辐射与移动基站建设产生不同争议。破坏施工、与施工单位产生冲突等现象屡禁不止。许多移动基站在建设中被迫拆除。类似的问题阻碍了移动事业发展，影响了社会团结。

三、移动通信基站电磁辐射的影响

在不了解辐射的基础上，人们对辐射有一定的抵触情绪。其实人一直生活在电磁辐射之中。地球自身就是充满热辐射、电磁辐射的磁场，虽然电磁辐射随处可见，但绝不是令人望而生畏的事物。当电磁辐射被控制在一定范围内会对人体有益。如增加微循环防止炎症发生等。但在一些特殊场合，电磁辐射就会影响到人的身体健康也会造成电磁污染。移动通讯基站作为最重要的设施，虽然通过电磁波来传递信息，但其危害远远低于正常危害强度。特别是近年来随着数字技术的发展，移动信号电磁辐射得到了一定的控制。还不能与人体健康和电磁污染进行联系。由于不同年龄的人的承受能力不同，因此不是所有人都会因为电磁辐射影响身体健康。

四、移动通讯基站电磁辐射判定

为了保障公共健康，防止电磁污染，大力开发电磁技术，国家以两个技术标准出台了相应的管理指标。当电场强度小于12V/m或密度小于40μva/cm2时为正常安全标准。此时的电磁辐射强度完全小于电脑辐射与电视辐射。由于移动通讯基站天线与居民住所存在一定的距离，同时会在空中衰减。因此，当高度处在安全值以上时，不会对附近住户造成健康污染。

（一）移动通讯基站与辐射强度关系

通讯者在移动过程中保持稳定清晰的通话，是建立在移动基站与手机的无线信道传送之上的。为了确保通信质量，通信基站与手机之间利用计算机控制程序，自动调节电磁辐射功率以及动态信道的灵敏度，实现了局域切换、智能登记等功能。根据其通讯原理，BTS基站内的覆盖范围为700左右，距离通讯基站越远，信号强度越强。有实验证明，当手机与通讯基站距离700米是，信道功率为13W，而距离接近200米时，发射功率为0.1W[1]。由此可见，通讯基站的密度越高，电磁辐射的强度就越小，而在手机使用过程中，越接近通讯基站电磁辐射越小。

（二）移动通讯基站电磁辐射超标原因

首先，当基站内发射天线与建筑物距离较近时，发射天线主瓣正对建筑则功率值超标。如，当发射机功率为20W，基站网为900MHz的时候，扇区电磁波功率会超过国家规定的密度值。

其次，移动通讯基站建设不合理。在移动通讯基站建设过程中，为了避免临近基站的信号干扰，往往天线都会形成一定的俯角，如果角度不合理，就会造成电磁辐射污染[2]。如，当移动基站位于公寓顶，但会形成11°角且与对面居民楼距离接近15m时，检测结果会在9.6μva/cm2以上，超过工程项目规定的数值因此严重超标。

最后，本底电磁辐射超标。由于电磁检测以从何场强为主，如果基站是建设在电视台或寻呼台周边，都会显示电磁辐射超标。因此，在基站建设过程中首先要对地理环境进行分析，在已经超标的地点，不适合建设移动通讯基站。

五、超标移动通信基站的整改方法

首先，以新带老，合理选择建设位置。运营商在选址阶段，要根据网络覆盖情况及信号覆盖情况，最大限度的避免信号叠加，淘汰老基站，与城市发展相结合，加强分析环境影响规划，避免对环境对公众造成电磁辐射污染。选址前应首先考虑基站周围是否有电磁辐射体和高层建筑，基站要尽量避免建在幼儿园、学校、医院、养老院等环境敏感地区[3]。

其次，合理假设天线。对于基站超标原因中发现，天线架设不合理不仅会造成环境污染，也会影响高层住户的身体健康，因此，天线假设要使用增高架，与楼体保持一定的距离[4]。

最后，认真遵守移动通讯建设项目中，环保理念与环保规定，尽量考虑人们心理承受能力。由于人精神因素和承受能力不同，因此在基站建设过程中，要设计合理的建设位置，避免影响群众生活，避免出现对立情绪。如，当基站天线安装在用户距离较近的位置时，即使数据小于国家标准，居民还是很难以接受。这就需要有关部门主动履行环保职责，公开监测数据打消居民顾虑[5]。加强宣传缓解矛盾，尊重公民知情权力，积极解释和宣传电磁辐射相关知识，环保部门要努力化解社会矛盾，确保运行商在建设过程中将电磁辐射范围控制在国家规定范围之内。

六、结束语

综上所述，移动通讯基站电磁波基本处在安全范围之内，因此公众不必过于担心健康问题。只要以科学的态度实事求是的角度来分析了解电磁辐射，就会发现电磁辐射其实并不可怕。公众要相信移动通讯企业的郑重承诺，肩负起应有的社会责任。

参考文献

[1]常广亮，邹澎，孙汉卿.通信基站电磁辐射测量系统设计[J].安全与电磁兼容，2011，02（05）：121-123.

[2]李少婷.武汉市GSM移动通信基站电磁辐射环境影响调查[J].辐射防护通讯，2010，06（06）：1002-1004.

[3]张海鸥，潘超.移动通信基站电磁辐射时空分布及衰减特征[J].电力环境保护，2011，09（12）：22-24.

电磁辐射测量原理范文第4篇

【关键词】广播电视;影响预测;模拟计算

0.引言

目前，江苏省内每个县级市都建有广播电视塔，形成了覆盖全省的广播电视无线发射网络。随着社会经济的不断发展，高层建筑不断增加，广播电视塔对周边高层建筑的电磁环境影响也日益受到关注。由于受监测条件限制，一般无法对高层建筑所在高空区域的电磁辐射水平进行直接测量，为此，本为通过模拟计算的方式，以某地级市拟新建的广播电视塔为例，来分析其对周边高空区域的电磁环境影响，并结合模拟计算结果提出相应的环保措施和对策。

1.广播电视发射系统介绍

1.1无线电波传播

无线电波指的是频率从几十Hz（甚至更低）到3000GHz左右整个频谱范围内的电磁波。发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而到达接收天线的过程，称为无线电波传播。无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。

1.2广播电视发射

调频广播信号即频率87MHz～108MHz范围内的无线电波，电视信号即频率48.5MHz～958MHz范围内的无线电波。空间波传播是指发射天线和接收天线均高架并且在直视距离以内，此时无线电波由直射和地面反射波组成相干传播，因此，接收点信号的场强为两者叠加。这种方式用于超短波和微波波段，调频广播、电视信号在可视距内的传播就是这种方式。

广播电视发射就是利用以上原理，将所需传播的信号经过一定的调制方式转化为电磁波信号，通过天线发射出去，然后经接收机接收并经过解调后还原成所需信号。在天线发射电磁波的过程中，会对周围电磁环境产生影响。

2.广播电视塔电磁环境影响模拟计算

2.1某市新建广播电视塔主要参数

某市新建广播电视塔工程包含3个调频广播发射台、4个模拟电视发射台和1个数字电视发射台。其中调频广播发射台选用双偶极子天线；模拟电视发射台和数字电视发射台天线均选用四偶极子天线。

2.2电磁环境影响模拟计算

本工程天线最大直径为3m，发射的广播电视信号最小波长为3.40m，根据近、远场判断公式：远场≥2D2/λ，因此远区场≥5.39m。本工程广播电视塔天线周围5.39m范围内除塔体之外无任何建筑物及公众活动区域，因此模拟计算的区域均属于远区场。

对于远场区超短波（电视、调频）的场强预测计算，采用《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法》（HJ/T10.2-1996）[1]中公式：

E=F(θ) （V/m） （式1）

式中：P--发射机标称功率，kW；

G--相对于半波偶极子（G=1.64）天线增益（倍数）。本塔模拟电视和数字电视天线增益均为10dBi，转化为G=6.10；调频广播天线增益为8dBi，转化为G=3.85

r--测量位置与天线水平距离，m；

θ--建筑物对天线的俯角，度；

F(θ)--天线垂直面方向性函数（由垂直方向性图得出）；

两个或两个以上频率电磁波的复合场强计算公式：

E=（式2）

式中：E——广播电视塔各频道（各频率）产生的综合电场强度；

E——各频道（各频率）在计算点处产生的电场强度；

电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为：

S=（式3）

式中：S—— 功率密度（W/m）

E—— 综合场强（V/m）

根据以上公式，结合各发射台技术参数及天线垂直方向性图，对距离广播电视塔天线中心为3.5m，10m，30m， 50m，100m，150m……500m，对地高度1.7m，10m，20m， 40m，60m，80m……200m处的电磁辐射功率密度值分别进行预测计算。

《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）[2]中规定公众照射在一天24h内，在30MHz～3000MHz频率段，环境电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足功率密度0.4W/m2的要求；《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）[3]中规定单个项目的电磁环境影响贡献限值为《电磁辐射防护规定》中公众照射导出限值的1/5，因此本广播电视塔最周围电磁环境影响的贡献管理限值为0.08W/m2，表2中表中灰色区域即为超过贡献管理限值0.08W/m2的区域。

3.广播电视塔电磁环境影响分析及减缓措施

根据上述模拟计算结果，本广播电视塔建成投运后，其天线周围350m内，高度超过120m的区域，由本塔产生的电磁辐射功率密度可能超过标准限值要求，为本项目污染超标区域，污染超标区域外由本项目天线引起的电磁辐射功率密度将小于公众照射单个项目贡献管理限值0.08 W/m2。

由上述分析可知，对广播电视塔的电磁环境影响主要的减缓措施是距离防护[3]，不应在污染超标区域之内建设有公众活动的建筑物，同时，广播电视塔的运营维护部门也要做好日常的管理维护和定期监测工作，严格控制广播电视塔发射功率，防止功率异常增大情况的出现。

【参考文献】

［1］辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法．（HJ/T10.2-1996）．

［2］电磁辐射防护规定．（GB8702-1988）．

电磁辐射测量原理范文第5篇

关键词:计算机电磁辐射电磁场

一、概述

任何带电物体的周围都存在电场，而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场，也就存在电磁波，产生电磁辐射，如果这种辐射的量超过限定条件，那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样，电磁辐射同样无处不在，这使它成为公认的“第四污染源”。

只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前，能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大，对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康，在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下，诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中，与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源：微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射，对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。

二、计算机电磁辐射对人体的危害

计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户，它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增，严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛)，以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等，发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大，大脑处于高度集中和紧张状态，这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现，亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕，长时间近距离盯着闪烁的荧光屏，易使眼睛充血、干燥、怕光，严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调，晶体受损，暗适应能力降低，造成视力减退，甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常，男性生殖能力下降，人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群，而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多，心脏起搏器佩戴者的死亡率增加，电磁辐射难逃其咎。

三、计算机辐射的主要来源

虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量，但幸运的是，除显示器之外，这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面，阻挡了大部分电磁辐射。所以，我们通常受到的辐射一方面来自显示器，而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨，那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射，对健康的危害显而易见。而机箱同样如此，设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏，如果机箱与用户之间的距离太近，外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。

上述表明，计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器（阴极射线管显示器）和LCD显示器（液晶显示器）。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示，对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射，尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射，但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以，如何削弱这部分辐射至关重要。

按照物理学的定义，来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线，只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生，但因为能量极低，其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出，强度非常弱，经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生，最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场，它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直／水平扫描电场所产生，电磁场频率在5Hz～400kHz之间。

LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说，LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕，进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件，因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外，LCD和CRT显示器一样，机内同样需要一个高压电源，只是电源驱动的并不是电子枪，而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样，都需要较高的电压才能驱动，只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此，LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态（可达到l000V），然后转为常压甚至低压状态，而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言，LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多，加上LCD的摆放位置往往贴近墙面．所以不会背对着人体，这种辐射对人的影响可减弱到零。

显示器之外，第二辐射源就是主机。众所周知，金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用，但不同材料，不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同，如果设计不良，主机外泄的电磁辐射仍可能超标。

首先，机箱的材料至关重要，目前大多数机箱都是使用镀锌铜板，它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料，同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面，更关键的地方在于机箱制造工艺，只有模具精细，制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口，后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方，劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大，前者的接缝处通常很不严密，设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面，电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨，基本不存在接缝不够密合的问题，样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标，选标之后方可进行大批量制造。此外，不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆，但内部表面如果被喷漆的话，机箱板就无法直接吸收电磁坡，电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下，外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属，电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象，这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑，我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。:

因此，对于广大计算机用户来说，选择LCD显示器，购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外，还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品，以降低辐射的危害②有必要选用防护产品，如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机，应注意间隔与调剂，孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机，应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密，不要把家用电器摆放得过于集中，以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。

四、结语

随着计算机走进人们的日常生活，它给现代人的工作、学习带来了极大的便利，成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时，应该注意到，计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁，是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机，选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入，选择防护用具，避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。

参考文献：

[1]胡焱弟，白志鹏等.大学生受电脑电磁辐射的研究.安全与环境学报.2005.5（3）.37～41.

[2]刘英杰.电磁辐射与劳动保护.水利电力劳动保护.2002.（1）.17～18.26.

[3]吴忠智.关于电源污染及电磁辐射的探讨.电工技术杂志.2001.（11）.30～31.

[4]张剑.关注健康——从设计的角度看待电磁辐射.微型计算机.2003.（23）.112～118.