山西中移通信技術(shù)工程有限公司 | 杜建設(shè)

天線入室覆蓋輻射對人體無害

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天線入室是一種精細(xì)化覆蓋，把有限的功率送到最需要的地方去，可以從根本上改變室內(nèi)弱覆蓋的頑疾、保證通話質(zhì)量、提高室分話務(wù)量占比、減少投訴、節(jié)能減排、提高投資回報(bào)，天線入室覆蓋所產(chǎn)生的輻射對人體無害，因此應(yīng)用前景廣闊。

高層居民小區(qū)一般都有室分系統(tǒng)，在樓道電梯口天線下信號很好。但是很多用戶反映，在臥室及客廳稍靠窗處話音斷續(xù)很厲害，有時(shí)一個(gè)通話要反復(fù)打好幾次，投訴多次但無法根本解決。

分析原因可以發(fā)現(xiàn)，室分信號穿過防盜門進(jìn)屋后衰減嚴(yán)重，在客廳靠近窗戶處及臥室內(nèi)多使用室外宏站信號通話。實(shí)測某小區(qū)23層住戶，樓道天線下為-50dBm，在室內(nèi)窗邊室分場強(qiáng)為-75～-80dBm，收到另一個(gè)位置區(qū)的幾個(gè)宏站信號為-71dBm、-79dBm；由于無主覆蓋小區(qū)，導(dǎo)致頻繁切換，造成嚴(yán)重的斷續(xù)等問題。

室內(nèi)收到的4G信號更差,僅陽臺(tái)有信號，當(dāng)宏站信號為-100dBm時(shí)，網(wǎng)速可達(dá)30Mbit/s，通話仍需使用2G/3G網(wǎng)絡(luò)。

然而，只需把每一戶居民家門口的室分天線挪到家里，如裝在進(jìn)門后的天花板或門框上，用戶即可享受星級通信服務(wù)。電梯口與過道共用原來的天線，電梯豎井壁加裝吸頂天線。

天線入室，不僅覆蓋好、通話好、容量高、網(wǎng)速快，而且還可以降低發(fā)射功率、節(jié)能環(huán)保。但用戶普遍害怕天線輻射，拒絕天線入室。

圖1 手機(jī)電磁輻射測試圖

電磁輻射無處不在

其實(shí)電磁輻射無處不在，像太陽光及日常生活中的電視、電磁爐、電吹風(fēng)等都會(huì)發(fā)出電磁輻射。通信頻段的高頻電磁輻射對人的影響很小，只是熱效應(yīng)，就像曬太陽或烤電暖器，時(shí)間長了有些熱而已。

對于30MHz～300GHz的射頻電磁輻射，《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）及《國家電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB8702－88）中，分為二級。

一級標(biāo)準(zhǔn)為安全區(qū)，是指在環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長期居住、工作、生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者），均不會(huì)受到任何有害影響的區(qū)域。電磁輻射功率密度的一級國家標(biāo)準(zhǔn)是：在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)，電磁輻射功率密度的平均值不超過0.1瓦每平方米，即10微瓦每平方厘米（μW/cm2）。

二級標(biāo)準(zhǔn)為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長期居住、工作和生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者）可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域。二級國家標(biāo)準(zhǔn)是：在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)，電磁輻射功率密度的平均值不超過40μW/cm2。

電磁輻射功率密度=等效全向輻射功率／受輻射面積＝EIRP/（4πR2），天線的發(fā)射功率會(huì)輻射到球的整個(gè)表面積上去，而人只是球面上的一個(gè)小點(diǎn)而已，假設(shè)天線距離人是3米，則份量不到百分之一，且隨距離加大輻射迅速降低?；倦m然發(fā)射功率大，但因?yàn)榫嚯x人較遠(yuǎn)，所以電磁輻射功率密度小；而手機(jī)雖然發(fā)射功率小，但由于距離人很近，所以電磁輻射功率密度大。所以說通信用戶受到的電磁輻射主要包括兩部分：一是基站天線對人的輻射，二是手機(jī)等終端對人的輻射。

入室天線的輻射是多少？

理論上，EIRP=P-Loss+G。入室天線一般用吸頂天線，增益3dB；高層住宅每層一般是一梯兩戶，算上電梯口，共需3個(gè)吸頂天線，使用三功分器把WLAN信號耦合進(jìn)室分系統(tǒng)，插入損耗0.3dB；客廳沙發(fā)距門頂入室天線3米；室分天線單網(wǎng)發(fā)射功率按15dBm計(jì)算；線損0.21dB；可得EIRP=17.5dB，得出電磁輻射功率密度=0.05μW/cm2。把移動(dòng)的所有WLAN/2G/3G/4G信號都疊加起來，AP按滿功率500mW發(fā)射，沙發(fā)上的電磁輻射功率密度也不過是0.4μW/cm2，實(shí)際AP待機(jī)功率小得多。

測試如圖1，在居室或過道的室分系統(tǒng)下，距離天線頭3米遠(yuǎn)。在有移動(dòng)GSM/WLAN的2網(wǎng)覆蓋，當(dāng)沒有手機(jī)時(shí)，電磁輻射僅為0.09μW/cm2，如圖2；寫字樓移動(dòng)4網(wǎng)共用的天線下，天線電磁輻射功率密度約為0.4μW/cm2；在某寫字樓電梯口，3家運(yùn)營商的天線電磁輻射總和約為0.2μW/cm2，如圖3，遠(yuǎn)小于國家一級標(biāo)準(zhǔn)10μW/cm2，所以是絕對安全的。

當(dāng)宏站信號好時(shí)，如手機(jī)信號滿格場強(qiáng)約-85dBm左右，開闊空間天線電磁輻射功率密度為0.04μW/cm2左右。若宏站信號不好，如手機(jī)信號2格信號或更差時(shí)，天線電磁輻射功率密度幾乎為0。

圖2 無手機(jī)時(shí)電磁輻射值

圖3 天線電磁輻射總和

終端的輻射大小

在無室分系統(tǒng)，宏站信號差時(shí)，如手機(jī)信號為3格時(shí)，場強(qiáng)約-90dBm，以GSM手機(jī)為例，不呼叫時(shí)輻射約為0.04μW/cm2；起呼及呼通后輻射都持續(xù)為210μW/cm2，超標(biāo)；如果僅剩1格信號，如-97dBm或更差時(shí)，不呼叫時(shí)輻射可忽略；呼叫時(shí)電磁輻射會(huì)持續(xù)為300～350μW/cm2，最大可達(dá)420μW/cm2甚至更高。不過如果離開手機(jī)30厘米，輻射就會(huì)迅速降為31μW/cm2的正常范圍，正好是帶上耳機(jī)的距離。

在無室分系統(tǒng)，宏站信號好時(shí)，如手機(jī)信號為滿格，場強(qiáng)為-65dBm，以GSM手機(jī)為例，不呼叫時(shí)輻射約為0.07μW/cm2；起呼為200μW/cm2，接通后很快降為25μW/cm2左右。

在室分系統(tǒng)下，如圖1，手機(jī)距離天線3米，電磁輻射測試儀距離手機(jī)約5cm距離，以GSM手機(jī)為例，不呼叫時(shí)輻射為0.09μW/cm2；起呼時(shí)輻射瞬間達(dá)到150～200μW/cm2，接通后迅速降為6μW/cm2左右。

可見，在大多數(shù)情況下，手機(jī)對人的輻射是主要的。在室分信號好時(shí)，通話時(shí)手機(jī)輻射是最小的；在宏站信號好時(shí)，輻射正常；在宏站信號差時(shí)，輻射嚴(yán)重超標(biāo)。所以基站越多，覆蓋越好，輻射越小。

4G測試手機(jī)均為雙待手機(jī)，調(diào)為4G、3G、2G優(yōu)先模式，每個(gè)數(shù)據(jù)測試3次，取平均值。詳情如下表1,表格中輻射單位為μW/cm2。

其中聯(lián)想A788T、酷派8720L、蘋果6等3款手機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為4G優(yōu)先時(shí)，話音通話可以先使用TDLTE網(wǎng)絡(luò)，TD-LTE信號很差時(shí)再使用GSM網(wǎng)絡(luò)，在3G信號好時(shí)手機(jī)輻射較小。

再如家用無線路由器DLINK DIR-618最大發(fā)射功率僅100mW，天線增益5dBi。距離1米遠(yuǎn)時(shí)，待機(jī)時(shí)輻射為0.05μW/cm2，下載無手機(jī)時(shí)輻射約3μW/cm2，下載有手機(jī)時(shí)輻射約18μW/cm2；距離3米遠(yuǎn)時(shí)，待機(jī)時(shí)輻射幾乎為0，下載無手機(jī)時(shí)輻射約1 μW/ cm2，下載有手機(jī)時(shí)輻射約5μ W/cm2。

表1 手機(jī)不同模式下輻射值

表2 常用電器電磁輻射值

天線入室比很多常用電器輻射低

家用電器工作頻率基本都是工頻50Hz，其輻射限值是40μW/cm2，常用電器電磁輻射值如表2。

由表2可見，日常生活中的電磁爐、微波爐、電暖氣、大負(fù)載的電源插線板等電器，其電磁輻射都比手機(jī)大得多。

天線入室主設(shè)備可降低輻射功率

山西省太原市恒大華府小區(qū)正在做天線入室工程，采用4個(gè)片狀天線，1、3在北墻輻射南邊，2、4在南墻輻射北邊。在入室天線下GSM室分場強(qiáng)為-55dBm,主臥床頭為-65dBm，廚房為-75dBm?；局髟O(shè)備降低發(fā)射功率可以省電，完全可以降為原來的1/4，即減少6dB。

當(dāng)TD室分滿功率發(fā)射時(shí)，在主臥床頭、廚房均為-80dBm左右，主設(shè)備發(fā)射功率可以降為1/2，即減少3dB，WLAN及LTE也可降1/2。具體降多少還需參考覆蓋面積、施工情況而定。功率降低后，電磁輻射更小。

宏站進(jìn)居民小區(qū)，輻射也不超標(biāo)

不少中低層小區(qū)室內(nèi)覆蓋差，投訴多。欲在某小區(qū)中部的小高層樓頂建增高架基站，因居民反對而作罷。后來陸續(xù)在小區(qū)周邊建起3個(gè)宏基站，靠窗信號好些了，但是靠近客廳仍然是盲區(qū)，造成部分用戶流失。

實(shí)測某宏基站，為樓頂增高架站，有GSM/TDSCDMA/TD-LTE/WLAN等多網(wǎng)天線。在天線旁邊，正對基站一個(gè)扇區(qū)方向，距離天線5米處，測得輻射值大約20μW/cm2，符合二級標(biāo)準(zhǔn)；距離10米處，更降為3μW/cm2。在樓頂站下居民家中客廳測試，電磁輻射僅為0.1μW/cm2，屬于典型的“燈下黑”。所以居民樓頂建基站，確實(shí)對人體也無害。我國的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)非常高，即便是我國的二級電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，在GSM的900MHZ頻段，也比歐美等國嚴(yán)格10多倍；射頻全頻段要嚴(yán)格50～70倍。

工程實(shí)施方案

對于已有室分系統(tǒng)的住宅小區(qū)、學(xué)校宿舍、星級賓館、寫字樓等場景，出現(xiàn)弱覆蓋、話音斷續(xù)等問題，首先使用網(wǎng)優(yōu)方法解決。路邊宏站要保持優(yōu)先覆蓋小區(qū)等建筑物，確保用戶在室內(nèi)可以正常使用；窗邊室分信號弱，容易造成頻繁切換，可以適當(dāng)降低室分小區(qū)的切換門限，而且在一個(gè)方向上只可切換到某一個(gè)宏小區(qū)。

網(wǎng)優(yōu)解決不了問題的再整改，可以把房間門口的室分天線移到室內(nèi)。學(xué)生宿舍容易實(shí)施，但在居民小區(qū)則很困難。因?yàn)榭赡軙?huì)損壞家裝影響美觀，最終難以實(shí)施。打電話時(shí)靠近入戶門或窗戶，等呼通后再把手機(jī)貼近耳朵，長時(shí)間通話帶上耳機(jī)。既然改造如此困難，那么在新建室分系統(tǒng)時(shí)，就要考慮天線入室覆蓋，尤其是在高檔小區(qū)、高檔賓館、學(xué)生宿舍等場景。

必須前期與開發(fā)商溝通好，同意天線入室覆蓋以提高樓盤的品質(zhì)，確保業(yè)主良好的信息生活。前期做好室分天線入室的勘察、仿真、設(shè)計(jì)，在開發(fā)商向業(yè)主交房前完成天線入室覆蓋的天線安裝、主設(shè)備調(diào)通、天線頭的場強(qiáng)驗(yàn)收等工作，不合格的立刻整改，確保覆蓋質(zhì)量。所有的工作都提前了，開始確實(shí)很困難，慢慢就好了。

在電梯豎井內(nèi)安裝室分天線，在靠近大街的地方，全向天線距玻璃窗至少3米遠(yuǎn)或使用定向板狀天線，驗(yàn)收時(shí)需在滿功率情況下檢測信號是否泄露到大街上。

吸頂天線頭的安裝位置非常講究，而且一定要垂直安裝，如樓層較高吊頂較低最好用鐵絲吊裝。設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)留其他網(wǎng)絡(luò)、其他運(yùn)營商設(shè)備可能的插入損耗，主線用7/8饋線，辦公樓、賓館的樓層支線必須使用7/8饋線，入戶線短，可繼續(xù)使用1/2饋線。片狀天線注意不要正貼在水泥橫梁上，吸頂天線最好露頭安裝。如封在住戶吊頂內(nèi)，不便留維護(hù)口，只能采用全面質(zhì)量管理的方法，在設(shè)計(jì)、采購、施工、驗(yàn)收、監(jiān)理、維護(hù)接收等關(guān)鍵點(diǎn)嚴(yán)格把關(guān)，確保10年內(nèi)免維護(hù)。

近期有工程隊(duì)反映，在水泥墻上打孔很吃力，需要花費(fèi)近一個(gè)小時(shí)。如能事先與開發(fā)商的土建溝通好，在澆筑水泥前在其門框上預(yù)留一截PVC管，穿線就方便了，就像給電線網(wǎng)線預(yù)留入戶孔一樣。

要讓開發(fā)商、物業(yè)、業(yè)主明白，信號越差輻射越大，基站越多輻射越小。播放電磁輻射無害健康宣傳片，發(fā)放資料，講解入室覆蓋的成功案例，讓大家了解輻射，消除誤會(huì)。開發(fā)商會(huì)逐漸主動(dòng)要求天線入室，以提高樓盤品質(zhì)。

目前，太原移動(dòng)在湖濱國際賓館、恒大華府小區(qū)、移動(dòng)大樓、高校宿舍WLAN等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)入室覆蓋，效果顯著。其他室分解決方案，如成規(guī)模的小高層家門口裝室分天線+樓頂天線、個(gè)別的家庭寬帶轉(zhuǎn)換為TD手機(jī)信號的Femto技術(shù)等、無寬帶時(shí)用的信號放大器等，其電磁輻射也都對人體無害。