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今天我们来聊聊基站和手机的辐射。
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- t; X `3 J) v Y哈哈,大家有没有虎躯一震?如今这个年头,新闻里三天两头会说这里有辐射,那里有放射性,还有不断增高的癌症发病率,号称都是辐射导致,引起大家人心惶惶。
/ L2 Z* c. s& F+ S! m; h尤其是我们通信行业,整天和电磁场电磁波打交道,和基站打交道。别人都会说,我们离辐射那么近,一定生女孩比较多,头发也掉得快,balabala的。" J2 m4 R* ^0 l M7 H0 d$ y4 \

7 Y% B: n# b! {' O/ I( v* D还有一些用户,因为担心辐射,所以阻挠通信施工,甚至破坏小区里的通信设施,让代维工程师们苦不堪言。: E$ S& o+ ?7 \2 Z/ M; V. M2 v
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被剪断的通信电缆# {( C3 c6 \4 ?5 J5 a
阅读这篇文章,能帮助大家彻底搞懂辐射背后的科学原理,消除对基站辐射的误解。
2 h. U5 ?$ S/ z9 H1 [( J人们害怕辐射,首先我们要搞明白,到底什么是“辐射”。
% G' l7 u( P. t$ E$ [7 z辐射的官方定义比较绕——8 ^, Y: ^! ]6 k$ F* Z4 G" r
“由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播,而后不再返回场源的现象,叫做辐射。”- _2 g7 [7 L, W! E- E) s
简单来说,辐射就是一个东西向外传送能量。例如光辐射、热辐射,都属于辐射。
2 M3 b) x& K# p2 R3 r: Z' `! n& m所以说,辐射是一个中性词,而非贬义词。
: m! W% ^$ g/ e在我们的生活中,辐射是时刻存在的,并不是全部有害。一部分辐射是大自然本身就有的,也有一部分辐射,是人类制造出来的。; D# [/ Z- h6 s H' O- t
大自然辐射,最典型的,就是太阳发光发热。太阳就是一个场源。 X: ^2 `, ^( y. r! m/ y4 B3 [
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而人类制造的辐射,大部分和电有关。
# B# ]: B& j/ X9 Z电是我们生活中不可缺少的一部分,学过基本的物理知识就会知道,只要有电在传输,就会产生相应的电场和磁场,产生电磁波。' M8 @. `0 M$ |8 m: Q5 U
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电磁波就是一种辐射,包括电灯的灯光,Wi-Fi路由器的信号,无线广播等等,全部是辐射。我们也会把它们叫作光波和电波。
7 Q: f# P+ L" C O. `光波和电波,都是电磁波,之所以看上去差别很大,是因为各自的频率不同。9 j. M1 b# g0 C& H
通过下面这张图,我们可以看到,光波的频率比电波更大。光波里面,频率由小到大,分别是红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。(注意,α射线和β射线不是电磁波。)1 ?- q, g5 G; H1 {

( e0 F9 p6 T* o/ y: N7 p9 O电磁波的频率越高,它的能量就越大。换言之,它的辐射就越大。6 r2 z9 O, |5 |; v
由电磁波产生的辐射,就是电磁辐射。1 n. T0 f5 Z- s8 V% R* z
但是,根据电磁波频率的不同,电磁辐射又分为电离辐射和非电离辐射。' E5 }% C" a" Y$ n
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通常,我们把波长小于100nm(纳米)的电磁辐射,也就是频率在3×1015Hz以上的电磁辐射,称为电离辐射。: `2 `) \5 [* S% ?0 x( b( e1 w3 {
紫外线,就是电离辐射和非电离辐射的分界线。比紫外线频率更高的,例如宇宙射线、X射线、γ射线,都属于电离辐射。而热辐射、紫外线、电波(微波、短波、中波、长波),都属于非电离辐射。
5 C, }6 A& b$ ?8 ^: q/ D0 T% I真正会对人体造成伤害的,是电离辐射。 x7 z+ B9 b. ?5 [) ~7 d8 P
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之所以要叫作电离辐射,是因为这种高频辐射可以把物质原子或分子中的电子“偷走”,从而使这些原子或分子发生“电离现象”。
2 \9 X# m- T% V0 k# G7 b. h9 _简单来说,人或动植物,都是细胞组成的,细胞是分子原子组成的,如果分子和原子都被破坏了,当然细胞也就被破坏了,对人体就造成伤害了。7 V/ d2 V* A% N% Y
另外机体内的水分子,发生电离效应后,会产生一系列氧自由基。氧自由基作用于生物大分子,也会导致细胞损伤。
9 `2 u# R. K( l' Q! E% k6 o* f持续的电离辐射,通过以上两种方式导致细胞损伤累积及细胞功能异常,最终死亡或癌变。
/ Q6 G, y9 F. T* A6 p- V2 l" p; ?电离辐射的来源,主要包括:3 h6 _* H1 K, d% h
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- 核辐射(核弹爆炸、核泄漏事故)1 N+ w/ t' { S, ]2 E
- 医用仪器(CT、X射线)
( A, j" y' ~# j. t+ S- B3 \ - 工业仪器(损伤检测行业)
: o! Z! ?. z- t& o+ x - 自然放射源(大自然中存在很多天然放射性元素,它们广泛存在于石头、土壤和空气中). Q& r# r5 P. S6 m! S" z+ c
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医院CT室,通常会有电离辐射警告0 k3 y/ ?4 t: b# U
电离辐射并不是只有坏处,主要看它的剂量。如果剂量大,就会造成伤害。如果剂量小,就可以被合理利用。5 Q. {% W' c; g+ T1 {, L( P z
例如我们在医院体检时使用的CT、X光、胸片,辐射剂量都被严格限定在安全剂量之内,是非常安全的,不可能致癌,也不会有副作用。: P/ ~0 E2 m7 [# y5 c$ D8 {
说了半天可怕的电离辐射,我们再回过头来看非电离辐射。
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& }! W" y. p% Y4 J非电离辐射的频率,比电离辐射小得多。它的能量,也比电离辐射小得多。
2 B! `, C \5 S8 p; @* h$ ~& [" M, w频率小于1012Hz的电磁波进行通信的一种方式。
5 G% L# |: G" i! W9 t# N6 D7 O1 w(点开可看大图); C! @! r: F! A! T( L
移动通信属于无线通信的其中一种。目前使用的电磁波频率主要在600M-4000MHz之间。这个频率,离电离辐射还差十万八千里。
, B7 J0 r6 A, u$ t8 \5 j$ q我们再来具体看看基站的辐射到底有多大。
& J' H3 o/ E! O基站,就是为手机提供无线通信信号的设备。准确来说,收发信号的,是基站的组成部分之一——天线。; b2 f) j2 F5 _7 R: j4 @6 I

8 B H8 z k* y2 Y- t4 D7 P基站的组成结构
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板状天线
7 _- y2 ?4 ~( w k' h ~0 Y基站分为宏基站和微基站。室外看到的那种大型的、带有板状天线的基站,是宏基站。) W- R* S5 E/ X; n

& o* m B+ w {7 _. G1 @/ H3 @宏基站2 ]- I+ A4 M9 X }
正常情况下,一个宏基站的功率是40W。基站向外辐射信号,不是点对点,而是点对面的,看上去像一个球体。9 P k3 ^' D# _& o2 ~ q0 O

/ X6 k/ w$ o' e( O) G- K+ X如果按照球面来算,距离10米,能形成的球面面积是4πR2,等于1256平方米。由此可以粗略计算得出,距离基站10米,辐射是 3.18 微瓦/平方厘米。5 m8 G0 f# N- s0 I. x
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为了加强电磁环境管理,保障公众健康,中国于2014年对《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)和《环境电磁波卫生标准》(GB 9175-88)进行整合修订,出台了《电磁环境控制限值》(GB8702—2014),并于2015年1月1日起正式实行。根据该标准,通信频段功率密度应小于40微瓦/平方厘米。(实际情况中,因为考虑到信号叠加,运营商通常会控制在 8 微瓦/平方厘米。)9 |9 c6 u& A6 ]& p$ u+ X/ b) c
我国这一标准,远远低于其它国家或地区,是最严格的:
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0 ^" l# I4 ^8 Z$ O7 H7 z# ]40微瓦/平方厘米到底有多大呢,为了给大家一个感性的认识,我们就拿太阳光来对比一下。
6 P& p+ x. e3 ]* {! E" g根据太阳的辐射总功率以及地球到太阳的距离,再考虑地球的半径,物理学家已经算出,地球上太阳光的辐射功率面密度大约是1000瓦特每平方米,也就是 10万 微瓦/平方厘米。
/ T5 y/ A* {; F也就是说,我国标准中基站辐射的强度,是太阳光照射强度的2500分之一。
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9 l& v" k, ^: \4 \( X这下明白了吧?基站辐射对人体的影响是微乎其微的,几乎可以忽略不计。$ g2 p# j' z( M! d7 e/ F# ]! ~) \6 }
手机会造成辐射危害吗?
7 i4 @ j, ]+ ^" R2 M说完基站,我们再看看手机。3 f# y: F9 ^9 i [0 k& L0 A
' f4 c; R4 `: n其实,相比基站来说,手机对人体的辐射其实要稍微大一些。原因很简单,虽然手机的天线辐射功率(几毫瓦)明显小于基站,但是离人体的距离更近。
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手机电磁辐射还有一个特点,那就是信号越弱,辐射反而越大。
, Y# x( c( z0 {! R/ I因为手机本身设计的原因,但基站覆盖信号较弱时,为保证通信正常,手机会加大自身天线的功率,辐射也随之增加,当然,耗电量也随之增加。这就是为什么我们坐高铁时,或室内信号差时,手机电量掉得很快。1 t# g% }' U+ e; n: L9 k8 P! m

3 Z% l3 g M: d* l: V- f6 U基站信号越弱,手机信号随之越强9 W$ Z5 p) S$ }7 T! D2 V
根据网友的测试,苹果手机待机时,辐射是17.1微瓦/平方厘米,通话时,是93.1微瓦/平方厘米。可以看出来,确实手机辐射是比基站更大的。& U% e& W4 A6 `5 b. Z
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. S3 t- [- H3 S1 L# a使用仪器测试手机辐射
: K# y4 K( z6 e; h9 G但是,这个值仍然是安全范围以内,不会对人体造成伤害。8 B/ x, n9 K% y
手机的辐射,远远小于家里的各类电器,例如微波炉、吹风机,甚至电视机。9 r6 P, b; j2 C" A$ W
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家用电器的辐射值参考(μT是另一种辐射值单位,微特斯拉)
; o! d6 N* V1 D8 D% I" U" C" g手机待机时大约0.1μT,呼叫时瞬间可达3μT,距离稍远时,会大幅下降
1 F, ^5 a. k V- W' r6 h0 y) w但是,建议大家睡觉时,把手机放远一些,不要放在枕头边上。此外,建议拨打和接听电话时,接通后,再靠近耳朵。
! L1 z: O# r1 [# }5G基站辐射会很大吗?' a/ @- R3 A8 `' x" }0 X2 @7 G
那么,现在我们即将迎来5G时代,5G的网速那么快,会不会辐射大很多?会不会对人体造成更大影响呢?
: P- ?" V2 @+ f; a4 R8 O) o" X' Z R1 J, k6 [. e2 h- q4 e4 b) S/ J

' B$ Q) K. U4 z% L" [) s; o# f: r答案依然是不会。6 U$ b$ ^* G5 Q
5G分为Sub-6频段和毫米波频段。! |7 `2 a% x+ `' _) i
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5G的两个工作频段范围5 v; p6 t9 l5 x1 L7 k: B6 D
Sub-6频段,就是频率小于6GHz的频段,和我们目前的4G差不多,也和家里用的工作频率2.4GHz/5.8GHz的Wi-Fi也差不多。3 G: ^, w: X( K# b5 [% ]; `
毫米波频段,频率大于24GHz,但也就是一个数量级的差距,依然离电离辐射十万八千里。
/ T! I9 D2 p! q$ n3 i0 `频率是无害的,我们再来看看天线发射功率。
& f" m: s+ i8 P2 q# f6 ^5G基站也分为宏基站和微基站,更多的是微基站。! P2 ^) l, X$ ~6 D8 u
宏基站因为5G采用了天线阵列、波束赋形等技术,所以功率会比4G基站稍微高一些,但仍然在国家标准要求的范围内。(据了解,应该是200W左右。)
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5G 天线阵列5 z& L+ I3 ~0 L' ~7 x9 X
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5G天线最大输出功率$ S3 e; X/ M. Q, ~/ ^" n
微基站方面,虽然微基站离人体更近,但微基站的天线功率,都在10W以内,更多是100mW(毫瓦)级别。
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所以,微基站也不会对人体造成危害。
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4 m6 p- S$ g/ y2 b1 N微基站,和无线路由器差不多大
) H) w* W& {# M. P+ e5 [况且,我们国家对公众移动通信基站设备实施严格的入网许可制度,关键设备入网前必须进行检测、核准。通信基站投入使用前,需进行电磁环境测试和设备抽检。设置基站时,必须向主管部门提交申请和报送技术资料。
" w7 \3 a$ I+ H0 T' h也就是说,对于每一座通信基站,运营单位都会严格按照规定进行环评检测,确保符合环境标准后才会正式投入运营。不仅如此,在通信基站运营后,还会有人不定期地对其检测,确保不出现电磁辐射超标的现象。7 [" b* y) G% S+ Y" A$ W
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监测基站辐射
7 k& b( _& i$ ~. v所以,不管是2/3/4G,还是5G,都不用担心基站辐射的问题。8 n! v- W \9 n+ ~; s& Q
警告!破坏基站是违法行为!
& w( b) h$ i* J* A虽然事实非常明确,但仍然有一小部分居民用户,对基站心存疑虑,甚至恐慌。担心基站会对自己或家人的身体健康造成不良影响,进而对基站设备存有敌意,甚至恶意破坏通信设备。
: M* \: R! @9 _' O- p' k9 D e7 ?4 `% O8 w. T7 [
破坏基站、抵制基站的新闻,时常还会见诸报端。3 @( Q2 o$ W# a7 C( b
" ]& g+ q" A5 V. }
在我们国家,刑法第一百二十四条明确指出:破坏公共电信设施,属于违法行为。所以,不管你是否能够接受事实,都不能擅自破坏通信设施,否则是要被追究法律责任的。
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b0 V# C1 @# J+ Z有些小区,少部分不明真相的业主不断阻挠基站建设,结果,三大运营商和中国铁塔一纸通告,联合断网,反而激起了其他更多业主的强烈不满,引起了更激烈的冲突,更是得不偿失。
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: }8 e% D+ m. `7 O部分业主要求基站拆除,被其他业主骂是“神经病”/ ]- H* G9 b0 \3 B: l2 x
恐慌是源于对真相的不了解,谣言往往止于智者。我相信,随着越来越多的人搞清楚辐射背后的真相,不理智的行为就会越来越少,我们通信工程师就能少受委屈,能更好地为广大用户服务!
( i$ f; A/ S- S6 z; V6 l( d6 y3 [$ v/ N审核:王小龙( w1 ^- P* [. l
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来源:http://www.yidianzixun.com/article/0LnD9KkU
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