射频场(射频场的生物效应)

 

现如今，移动通信技术渗透到了社会生活的方方面面。各式各样的手机应用，已经彻底改变了我们的生活。

截止2019年，中国已建成4G基站544万个。预计2020年底，国内5G基站也将有可能达到70万个。

在繁华的城市里，人们或许不到500米就能看到一座基站。在未来5G的某些场景下，甚至可能出现每50米一座基站的情况。

越来越密集的基站，大幅改善了网络覆盖质量，给人们带来便利。然而，也有很多人，极力抵触甚至百般阻挠身边的基站建设项目。

为什么呢？原因很简单，就是因为害怕辐射。

一直以来，围绕基站辐射的纷争在各地时有发生，相关的新闻也是屡见不鲜。

很多时候，运营商只得无奈拆除小区所有的基站设备，撤退离场。这样一来，导致更多用户的正常生活受到影响。

国外部分地区的情况更为糟糕，甚至出现了烧毁5G基站这样令人匪夷所思的举动。

那么，基站信号辐射到底有多大？会不会给人体造成影响？我们距离基站多远比较合适？

作为一名无线电的从业者和爱好者，笔者今天就和大家聊一聊上述问题。

电磁辐射的生物效应

研究表明，电磁波与生物体会发生相互作用。根据作用机理的不同，电磁辐射的生物效应可分为热效应和非热效应。

1. 热效应

生物体受到一定强度的电磁辐射并将其吸收，机体组织温度升高，这种效应称为电磁波的热效应。

热效应又分为欧姆热效应和波动能量热效应。

欧姆热效应的加热原理是人体内部的自由电子、离子沿电磁波场强方向定向运动，电流通过生物组织（等效通过电阻），产生欧姆热效应。在正常生活区域内，人体能接触到的电磁波能量很微弱，电磁辐射的欧姆热效应一般不大。

波动能量热效应的加热原理是分子之间摩擦生热。波动能量加热原理复杂，这里不赘述。在实际生活中，微波炉正是利用了这个原理加热食物。

简单分析下微波炉加热食物的过程：食物中含有大量水分。微波炉使用2.45GHz微波信号，在封闭的腔内照射食物。水分子受外界场强影响，分子间来回摩擦、碰撞，产生大量热量，从而达到快速加热食物的目的。

2. 非热效应

生物体吸收电磁场的能量后，产生不可归咎于温度变化的生物学变化，称为电磁场的非热效应。

非热效应的本质来自生物体的内部，外部电磁场仅起触发信号的作用。电磁辐射安全主要关注电磁波对人体神经系统的干扰和电磁波的穿透效应。

电磁波对人体神经系统的影响：

人体在频率为4Hz-1kHz的电磁波环境下，超过100mA/m2的感应电流密度时，中枢神经系统兴奋度会剧烈变化。

出于安全考虑，在4Hz-1kHz的电磁波环境下，职业暴露限值感应电流低于10mA/m2，公众暴露限值感应电流低于2mA/m2。

对于4Hz-1kHz的电磁辐射，大家也不用感到恐慌。因为1kHz电磁波信号需要至少7.5万米长的天线才能将信号辐射出去。这么长的天线是很难得到的，环境中该频率范围的电磁波非常微弱。

高频射线穿透人体细胞带来的生物影响：

电磁波的频率越高，其透射性越强。当频率高于紫外线时（如X射线、γ射线等），能够穿透人体细胞，射线与机体细胞、组织、体液等物质相互作用，引起物质的原子或分子电离，因而可以直接破坏机体内某些大分子结构，如使蛋白分子链断裂、核糖核酸（RNA）或脱氧核糖核酸（DNA）的断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等，甚至可直接损伤细胞结构。

这类辐射通常也称为电离辐射，对人体有显著危害。因此，普通人需避而远之；而从业人员，如X射线医师，需采用专业的防护设施。

电磁辐射暴露限值和标准

不同国家对电磁辐射所造成的健康危害有着不同的理解。因此，不同国家所制定的电磁辐射标准有较大的差异。

我国在制定标准时，考虑了电磁辐射对人体神经效应方面的影响，比美国、澳大利、德国等国家制定的标准更加严格。

在制定电磁辐射标准时，针对不同的暴露人群，有着不同的标准，分为职业暴露限值和公众暴露限值。

辐射环境下的职业人员，是指暴露在已知条件下，了解相关风险而采取恰当防护措施的成年人。公众，则是指包括所有年龄段和不同健康状况的社会个体。

互联网小常识：基于网络的信息系统主要包括以下几个部分：网络运行环境、网络系统、网络操作系统、网络应用软件开发与运行环境、网络应用系统、网络安全系统和网络管理系统。

考虑到普通人不会采取防辐射措施，故公众暴露限值比职业暴露限值更加严格。

自1988年以来，我国先后颁布了《GB 9175-88 环境电磁波卫生标准》和《GB 10437-1989作业场所超高频辐射卫生标准》，在国标中明确规定了职业暴露安全限值和公众暴露安全限值，见表1。

表1. 电磁辐射的安全限值

表2中，描述的是不同国家地区电磁辐射公众照射导出限值对比。可以看出，我国对电磁环境辐射安全的要求非常严格，其限值显著低于欧盟和美国。

表2. 不同地区电磁辐射公众照射导出限值对比

人类与基站辐射

多份实验报告证明，目前使用的移动通信频率及功率不会对人体带来伤害。

2006年6月，WHO发布了《移动通信及其基站》的报告，明确指出：最近的任何一项研究，都没有证明暴露于移动电话或基站的射频场会对健康带来损害。

4G移动基站正常工作时，其天线口辐射的信号功率不超过5W；4G手机发射的功率不超过0.1W；普通家用客厅灯的功率为40-60W。从热效应的角度分析，移动基站对人体的影响远小于家中一盏温馨的灯。

我们经常听到灯下黑这个概念。所谓的灯下黑是指，基站天线的正下方处，用户收到基站的信号最小，甚至没有。

该现象是由基站天线工作原理决定的。天线依靠振子辐射信号，对称振子天线的天线方向图如下图所示：

可以看出，对称振子的正下方和正上方没有信号辐射。如果基站天线悬挂于楼顶，正下方的居民大可不必担心辐射的危险。从基站信号强弱的角度分析，他们反倒是最安全的。

一般情况下，公众离基站发射塔多远才是安全的呢？

根据《GB8702-88 电磁辐射防护规定》，推导出公众照射限值符合距离的计算公式，见表3。

表3. 距离辐射源天线的安全距离

r：距离天线最小的安全距离，单位：m

f：频率，单位：MHz

P：天线辐射功率，单位：W

G：天线最大辐射方向上的增益值

例如输出功率5W，天线增益13dbi（20倍）的4G基站，应用表3中的公式计算，在其天线最大增益方向上，距离天线1.4米以上的距离都为安全距离。

一般基站塔天线挂高在30米左右，该距离远大于安全距离1.4米，即公民接收到的辐射功率远低于国家规定的公众照射限值。

在中国，公众接收到的基站信号辐射剂量很小，是安全的。

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正确对待辐射

普通公民该如何正确对待电磁波辐射呢？

1). 切忌闻辐色变。大部分的电磁波辐射对人体是无害的，过度的担心辐射反倒影响身心健康。

2). 理智规避有害频率源。频率和功率是辐射对人体是否有害的关键因素，比如对于高频高能的X射线、γ射线，公众应该非必要不接触。

3). 穿戴正规的防辐射装备。对于一些特殊群体，在辐射场强较大的环境下，应穿戴防辐射装备来抵御辐射。注意，防辐射装备也不是万能的。它的隔离性能和信号频率有关。信号频率越高，防辐射装备的隔离性就越差。对于高频辐射来说，市面上大部分防辐射服的作用不大。

4). 正确使用手机。人们一般都会远离基站，但却对同样是辐射源的手机爱不释手。考虑到距离和时长，相对于基站对人体的辐射剂量，手机对人体的辐射剂量可能会更大一些。有研究表明，手机的信号频率和功率不会伤害人体，但由于使用手机时间过长，造成视力下降和颈椎疾病的案例，越来越普遍。

5). 合理膳食，加强体育锻炼。电磁辐射生物学效应机制与氧化损伤有关。因此，抗氧化的食品是首要选择。如十字花科蔬菜、卷心菜、萝卜等，具有抗辐射功能。

好啦，以上就是关于基站辐射的全部内容，希望对大家有所帮助！

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