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文档简介

1、21. 电磁辐射基础知识电磁辐射基础知识2.常用数据常用数据3. 电磁辐射环境管理的技术依据电磁辐射环境管理的技术依据4. 雷达实例雷达实例3基本定义:基本定义: 能量以能量以电磁波电磁波的形式通过的形式通过空间传播空间传播的现象。的现象。 摘自摘自电磁辐射防护规定电磁辐射防护规定(GB8702-1988)(GB8702-1988)第第6.16.1条。条。4什么是电磁波?什么是电磁波? 电磁场的一种运动电磁场的一种运动形态。形态。 由互相垂直、同相由互相垂直、同相振荡的电场和磁场振荡的电场和磁场所构成,传播方向所构成,传播方向垂直于电场与磁场垂直于电场与磁场构成的平面。构成的平面。麦克斯韦麦克

2、斯韦(Maxwell)(Maxwell) 18651865年预测了电磁波,推年预测了电磁波,推演了著名的电磁波方程组演了著名的电磁波方程组,推论光波也是电磁波推论光波也是电磁波,统一了电和光。统一了电和光。5詹姆斯詹姆斯克拉克克拉克麦克斯韦,英国物理学麦克斯韦,英国物理学家、数学家,经典电动力学的创始人。家、数学家,经典电动力学的创始人。海因里希海因里希鲁道夫鲁道夫赫兹,德国物理学家。赫兹,德国物理学家。赫兹赫兹(Hertz)(Hertz) 于于18871887至至8888年间,利用莱年间,利用莱顿瓶放电产生了电磁波信顿瓶放电产生了电磁波信号,证实了号,证实了电磁波的存在电磁波的存在。电磁波是

3、能量的一种形态,电磁波是能量的一种形态,凡是高于绝对零度的物体,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波都会释出电磁波,温度越高,温度越高,放出的电磁波波长就越短,放出的电磁波波长就越短。举例:左图是宇宙的微波背举例:左图是宇宙的微波背景辐射,被称为景辐射,被称为“创世遗迹创世遗迹” 等同于等同于2.725k的黑体辐射。的黑体辐射。 频率频率4080MHz,波长,波长7.35cm。 可推断:可推断: 宇宙的年龄宇宙的年龄1371亿年亿年 宇宙的组成成分:宇宙的组成成分:4%是一般物质,是一般物质,23%是暗物质,是暗物质,73%是暗能量。是暗能量。6基本组成:基本组成: 无线电波无线电波(Rad

4、io)(Radio) 长波(长波(1000m1000m以上)以上) 中波(中波(1000m100m1000m100m) 短波(短波(100m1m100m1m) 微波(微波(1m1mm1m1mm) 红外线红外线(Infra-red)(Infra-red) 可见光可见光(Visible)(Visible) 780nm380nm780nm380nm 肉眼可见的电磁波肉眼可见的电磁波 紫外线紫外线(Ultraviolet)(Ultraviolet) x x 射线射线(x-Rays)(x-Rays) 射线射线( ( -Rays) -Rays)7电磁辐射的量子能量:电磁辐射的量子能量: 普朗克常数普朗克常

5、数 电磁辐射频率电磁辐射频率 单位是电子伏特单位是电子伏特(eV)(eV)光子能量光子能量:10100 0eVeVx x射线能量射线能量:10103 310105 5evev8基本定义:基本定义: 是指量子能量不能使物质原子或分子产生是指量子能量不能使物质原子或分子产生电离的辐射电离的辐射。 紫外线、可见光、红外线和无线电波都属紫外线、可见光、红外线和无线电波都属于非电离辐射,即于非电离辐射,即狭义上的电磁辐射狭义上的电磁辐射。辐射效应:辐射效应: 物理效应物理效应:改变分子或原子的旋转、振动:改变分子或原子的旋转、振动或价层电子轨态。或价层电子轨态。 生物效应生物效应:热效应:热效应( (升

6、温升温) )、非热效应、非热效应( (扰动扰动体内电磁场体内电磁场) )和累积效应和累积效应( (长期损害长期损害) )等。等。9宇宙射线宇宙射线太阳黑子太阳黑子雷电雷电等等等等10电磁泄漏型电磁泄漏型11微波加热频率为微波加热频率为2450MHz主动辐射型(辐射功率较低)主动辐射型(辐射功率较低)12主动辐射型(辐射功率较高)主动辐射型(辐射功率较高)13广播电视塔广播电视塔卫星地球站卫星地球站通信基站通信基站气象雷达站气象雷达站海事雷达海事雷达航管雷达航管雷达天线是为了有效地将传输线送来的高频传导电流转变成空间的电磁波或反变换,将空间的电磁波转变成传输线中的信号功率;或者说将发射机的输出功

7、率有效地转换成在自由空间传播的电磁波或将自由空间传播的电磁波有效地转换成接收机输入端的功率。对于简单的便携式移动通信设备,天线往往直接和收发信设备装在一起。在移动通信系统组网中,天线所占的比重虽然不大,但其作用却非常重要。14定义:定义: 能能有效有效地向空间某特地向空间某特定方向辐射电磁波,定方向辐射电磁波,或能或能有效有效地接收来自地接收来自空间某特定方向电磁空间某特定方向电磁波的装置。波的装置。作用:作用: 能量转换能量转换:高频电流:高频电流空间电磁波空间电磁波 定向辐射定向辐射/ /接收接收: 具具有一定的方向性有一定的方向性15电流元辐射示意图电流元辐射示意图电流元(又称电基本振子

8、、电偶极子)电流元(又称电基本振子、电偶极子)它是抽象出来的它是抽象出来的天线最基本构成单元天线最基本构成单元。其长度其长度l 远小于工作波长远小于工作波长 ,其上的电流等幅同相,其上的电流等幅同相。不同幅度、相位、排列方式的电流元可以构成不同幅度、相位、排列方式的电流元可以构成形形色色的天线。形形色色的天线。e-jkr称为称为波动因子波动因子,表示沿,表示沿+ +r r方向的传播。方向的传播。k k为为相位常数相位常数,k k=2=2 / / 。161. 感应场区感应场区特点:特点:.仅保留了最高阶项。仅保留了最高阶项。. e-jkr消失,场与静态电、磁场消失,场与静态电、磁场完全类似。完全

9、类似。.电场与磁场相位相差电场与磁场相位相差90 ,坡印,坡印廷矢量为廷矢量为0,无能量向外辐射无能量向外辐射。172. 远场区远场区特点:特点:.天线有方向性天线有方向性。在离开天线一定的距离处,场量随角度变化的函数称为。在离开天线一定的距离处,场量随角度变化的函数称为天线的方向性函数,天线的方向性函数,电流元的方向性函数是电流元的方向性函数是sin ,如下图所示。,如下图所示。.仅有仅有E 和和H 两个场分量,它们相互垂直且相位同相,其两个场分量,它们相互垂直且相位同相,其坡印廷矢量不为坡印廷矢量不为0,表明,表明能量可以向外辐射能量可以向外辐射。.电场与磁场都含有电场与磁场都含有e-jk

10、r ,因此辐射为球面波。,因此辐射为球面波。天线场区划分:天线场区划分: 感应场区感应场区 辐射近场区辐射近场区 辐射远场区辐射远场区18特点:特点: 感应场区(微波段很小)感应场区(微波段很小) 辐射近场区:电磁场随角度的分布辐射近场区:电磁场随角度的分布与离开天线的距离有关;天线方向与离开天线的距离有关;天线方向图尚未完全形成。图尚未完全形成。 辐射远场区:场的大小与到天线的辐射远场区:场的大小与到天线的距离的平方成反比;方向图已完全距离的平方成反比;方向图已完全形成,其形状与距离无关;形成,其形状与距离无关;方方形形或或圆圆形形口口面面天天线线近场与远近场与远场区的分场区的分界点:界点:

11、R=2D2/ 其 中 ,其 中 , D是天线孔是天线孔径的最大径的最大线尺寸。线尺寸。电磁辐射的测量和评价与点位和辐射源的距离有关,即,所进行的测量是远场测量还是近场测量。由于远场和近场的情况下,电磁场的性质有所不同,因此,要对远场和近场测量有明确的了解。 电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分,其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动,不向外发射,称为感应场;另一部分电磁场能量脱离辐射体,以电磁波的形式向外发射,称为辐射场。19近区场内,电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。即:E= 377H。一般情况下,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)

12、,电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具),磁场要比电场大得多。 近区场的电磁场强度比远区场大得多。从这个角度上说,电磁防护的重点应该在近区场。 近区场的电磁场强度随距离的变化比较快,在此空间内的不均匀度较大。20在远区场中,所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播,这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。在远区场,电场强度与磁场强度有如下关系:在国际单位制中,E=377H,电场与磁场的运行方向互相垂直,并都垂直于电磁波的传播方向。 远区场为弱场,其电磁场强度均较小21在远区场(辐射场区),可引入功率密度矢量(波印廷矢量) ,电场矢量 、磁场矢量 、波印廷矢量 三

13、者方向互相垂直,波印廷矢量的方向为电磁波传播方向。在数值上,E=377H,S=EH=E2/377。其中电场强度E的单位是(V/m),磁场强度H的单位是(A/m),功率密度的单位是(W/m2),全部是国际单位制(SI)。由公式可看出,在远场区,电场与磁场不是独立的,可以只测电场强度,磁场强度及功率密度中的一个项目,其他两个项目均可由此换算出来。一般情况,关于远场和近场的测量问题可以简化为:国标规定,当电磁辐射体的工作频率低于300MHz时,应对工作场所的电场强度和磁场强度分别测量。当电磁辐射体的工作频率大于300MHz时,可以只测电场强度。300MHz频率相应的波长为1米,/6为16cm,16c

14、m之外辐射场占优势。如按3的划分界限,距辐射源3米之外可认为是远场区。22立体方向图立体方向图E面面(垂直垂直)方向图方向图H面面(水平水平)方向图方向图方向图方向图 分为分为 立体方向图立体方向图 E E面方向图面方向图 H H面方向图面方向图 表征表征 方 向 性 函 数方 向 性 函 数F( , ) 3dB3dB波瓣宽度波瓣宽度 旁瓣电平旁瓣电平 前后比前后比23定向天线:是一种在空间特定方向上具有比其他方向上能更有效地发射或接受电磁波的天线。全向天线:是指在水平面内具有无方向性的、均匀的辐射强度特性,而在垂直面内则具有定向的辐射特性的天线。天线辐射电磁波是有方向性的,它表示天线向一定方

15、向辐射电磁波的能力。反之,作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。通常用垂直平面及水平平面表示不同方向辐射(或接收)电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性,并称为天线辐射的方向图。同时用半功率点之间的夹角表示水平波束宽度及垂直波束2425X峰值峰值峰值峰值-3dB峰值峰值- 3dB峰值峰值峰值峰值-3dB峰值峰值 - 3dBX3dB波瓣波瓣宽度宽度水平方向波束图 垂直方向波束图天线波束图天线波束图方向性系数方向性系数天线在远场区最大辐射方向上产生的功率天线在远场区最大辐射方向上产生的功率密度,与天线辐射出去的能量被均匀分到密度,与天线辐射出去的能量被均匀分到空间各个方向(即理

16、想无方向性天线)时空间各个方向(即理想无方向性天线)时的功率密度之比,的功率密度之比,一般用一般用D表示。表示。通常通常取对数乘以取对数乘以10来来表示,其单位为表示,其单位为dBi(其中字母(其中字母i表示表示isotropy)也有以也有以dBd为单位的,为单位的,dBi=dBd+2.15。26增益增益天线方向性系数与天线效率的乘积,一般用天线方向性系数与天线效率的乘积,一般用G表示表示。通常取对数乘以通常取对数乘以10来表示,其单位为来表示,其单位为dB。(注:天线。(注:天线效率是天线辐射功率与输入功率之比。)效率是天线辐射功率与输入功率之比。)极化极化最大辐射方向上最大辐射方向上电场矢

17、量电场矢量方向随时间变化的规律。方向随时间变化的规律。按轨迹形状,可分为线极化(水平和垂直极化)、圆按轨迹形状,可分为线极化(水平和垂直极化)、圆或椭圆极化(右旋和左旋极化)。或椭圆极化(右旋和左旋极化)。27天线增益指天线在最大辐射方向的辐射强度与输入功率相同、理想的无方向性点源天线在同一点的辐射强度之比的对数与10的乘值,通常用dBi表示。天线方向图与增益天线有着密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。28线状天线(全向或定向)线状天线(全向或定向)29对称半波振子对称半波振子立体方向图立体方向图垂直方向图垂直方向图水平方向图水平方向图鞭状天线鞭状天线八木(鱼骨)天线八木(鱼骨)天

18、线螺旋天线螺旋天线鱼叉天线鱼叉天线面状天线(定向的)面状天线(定向的)30板状天线板状天线抛物面天线抛物面天线31频率范围频率范围波长波长名称名称典型用途典型用途30-300 kHZ101 km低频(低频(LF)无线导航、海事通信、长距离通信无线导航、海事通信、长距离通信0.3-3 MHz1km-100 m中频(中频(MF)通信、无线导航、海事电话、工业通信、无线导航、海事电话、工业RF设备、设备、AM广播、业余无线电广播、业余无线电3-30 MHz100-10 m高频(高频(HF)移动通信、短波广播、工业移动通信、短波广播、工业RF设备、设备、核磁共振成像、业余无线电、核磁共振成像、业余无线

19、电、ISM30-300 MHz10-1 m甚髙频(甚髙频(VHF)TV、FM广播、应急通信、广播、应急通信、MR成像、成像、ISM(工业、科学核医学应用)(工业、科学核医学应用)0.3-3 GHz100-10cm特高频(特高频(UHF)微波点通信、移动通信、微波点通信、移动通信、TV、导航、导航、业余无线电、微波炉、业余无线电、微波炉、ISM3-30 GHz10-1 cm超高频(超高频(SHF)雷达、卫星通信、微波接力、雷达、卫星通信、微波接力、ISM30-300 GHz10-1 mm极高频(极高频(EHF)雷达、卫星通信、微波接力、导航雷达、卫星通信、微波接力、导航备注:备注:K:103;

20、M:106; G:1091 1常见频率范围名称常见频率范围名称 常用数据及单位换算常用数据及单位换算33常见电磁辐射源的频率范围常见电磁辐射源的频率范围 GSM移动通信基站:900/1800MHz中波广播:535-1605KHz短波广播:4-19 MHz内的部分频段调频(声音)广播:88-108MHz电视:50-92,168-223,471-566,607-958 MHz五个频段家用微波炉:2450 MHz,工业微波炉:915,2450 MHz高压电力设备:工频50Hz,电磁噪声干扰中短波(测量范围0.5-30 MHz)高频感应加热设备(如熔炼炉、淬火炉等):工作频率几百kHz高频介质加热设备

21、:工作频率几MHz至几十MHz。如塑料热合机27.12,40.68MHz。超短波电疗机:40.68 MHz国际电信联盟(ITU)分配给工科医(ISM)设备的自由辐射频率为13.56MHz,27.12 MHz,40.68 MHz,2.45GHz等。在这些频率范围内的电磁辐射强度不受限制。转换公式量的单位量的名称W/cm2100W/m2功率密度mW/cm23763.6(V/m)2电场强度平方mW/cm237.636(A/m)2磁场强度平方V/m电场强度A/m磁场强度V/mdB(V/m)转为V/m2、单位换算(、单位换算(1)6 .3763/2cmmW636.37/2cmmW)620(10dB单位名

22、称定义换算关系举例dBm功率绝对值的值10lgP(功率值/1mw)对于40W的功dBm值:10lg(40W/1mW)=46dBmdBi增益的值(功率增益)10lgG(基准为全方向性天线)增益15dB的值:G=1015/10=31.62dBd增益的值(功率增益)10lgG(基准为偶极子天线)dBd=dBi-2.153637说明:说明:前述前述RFU放大的信号功率要放大的信号功率要经历经历DUP(双工合路器)、(双工合路器)、多级馈线、防雷保护器等的多级馈线、防雷保护器等的衰减,实际到达天线的信号衰减,实际到达天线的信号功率要小于功率要小于PA的标称功率。的标称功率。38水平方向图水平方向图垂直方

23、向图垂直方向图1.水平波瓣宽度:水平波瓣宽度:60 90 2.垂直波瓣宽度:垂直波瓣宽度:9 15 3.天线增益:天线增益:13dB18dB天线在天线在垂直方向垂直方向上上的适度下倾,可以的适度下倾,可以调节基站信号的覆调节基站信号的覆盖范围。盖范围。天线下倾方式:天线下倾方式: 机械下倾、电下倾机械下倾、电下倾39无无下下倾倾情情况况有有下下倾倾情情况况机机械械下下倾倾404142国家标准:国家标准: GB8702-2014GB8702-2014,电磁辐射防护规定电磁辐射防护规定行业标准和规定:行业标准和规定: HJ/T 10.2-1996HJ/T 10.2-1996,辐射环境保护管理导则辐

24、射环境保护管理导则- -电磁电磁辐射监测仪器与方法辐射监测仪器与方法 HJ/T 10.3-1996HJ/T 10.3-1996,辐射环境保护管理导则辐射环境保护管理导则- -电磁电磁辐射环境影响评价方法与标准辐射环境影响评价方法与标准43环境保护部公告环境保护部公告公告公告 20142014年年 第第6363号号 为贯彻为贯彻中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法,保护环境,保障人体健康,保护环境,保障人体健康,防治电磁污染,现批准防治电磁污染,现批准电磁环境控制标准电磁环境控制标准为国家环境质量标准,并由为国家环境质量标准,并由我部与国家质量监督检验检疫总局联合发布。我部与国家质量

25、监督检验检疫总局联合发布。 标准名称、编号如下:标准名称、编号如下: 电磁环境控制限值电磁环境控制限值(GB 8702-2014GB 8702-2014) 按有关法律规定,本标准具有强制执行的效力。按有关法律规定,本标准具有强制执行的效力。 该标准该标准自自20152015年年1 1月月1 1日起实施日起实施,由中国环境科学出版社出版,标准,由中国环境科学出版社出版,标准内容可在环境保护部网站(内容可在环境保护部网站()查询。)查询。 自本标准实施之日起,自本标准实施之日起,电磁辐射防护规定电磁辐射防护规定(GB 8702-88GB 8702-88)和)和环境电磁波卫生标准环境电磁波卫生标准(

26、GB 9175-88GB 9175-88)废止。)废止。 特此公告。特此公告。 环境保护部环境保护部 20142014年年9 9月月2323日日 修订的主要内容修订的主要内容: 增加了增加了1Hz1Hz100kHz100kHz频段电场和磁场的频段电场和磁场的公众曝露控制限值;公众曝露控制限值;删除了职业曝露限值;删除了职业曝露限值;删减了管理内容要求;删减了管理内容要求;调整了监测要求;调整了监测要求;补充了交流输变电设施的豁免范围。补充了交流输变电设施的豁免范围。 适用范围适用范围 :本标准规定了电磁环境中控制公众曝露的电场、磁场本标准规定了电磁环境中控制公众曝露的电场、磁场、电磁场(、电磁

27、场(1Hz1Hz300GHz300GHz)的场量限值、评价方法和)的场量限值、评价方法和相关设施(设备)的豁免范围。相关设施(设备)的豁免范围。本标准本标准适用于适用于电磁环境中控制公众曝露的评价和管理电磁环境中控制公众曝露的评价和管理。本标准本标准不适用于不适用于控制以治疗或诊断为目的所致病人或控制以治疗或诊断为目的所致病人或陪护人员曝露的评价与管理;不适用于控制无线通信陪护人员曝露的评价与管理;不适用于控制无线通信终端、家用电器等对使用者曝露的评价与管理;也不终端、家用电器等对使用者曝露的评价与管理;也不能作为对产生电场、磁场、电磁场设施(设备)的产能作为对产生电场、磁场、电磁场设施(设备

28、)的产品质量要求。品质量要求。 电磁环境控制限值电磁环境控制限值不适用范围的对象有哪些不适用范围的对象有哪些 ? 不适用的对象主要涉及医疗曝露、无线通信终端(如移动电话手机、对讲机、无线网卡)、不适用的对象主要涉及医疗曝露、无线通信终端(如移动电话手机、对讲机、无线网卡)、家用电器(如微波炉、电热毯、电磁炉)曝露,也不作为电气产品质量控制指标。家用电器(如微波炉、电热毯、电磁炉)曝露,也不作为电气产品质量控制指标。 关于医疗暴露。利用电场、磁场、电磁场进行治疗或诊断等活动,患者或陪护人员受到的曝关于医疗暴露。利用电场、磁场、电磁场进行治疗或诊断等活动,患者或陪护人员受到的曝露很多时候超过本标准

29、限值。但总体权衡,治疗和诊断获得的利益(疾病获得治疗,病情得以了露很多时候超过本标准限值。但总体权衡,治疗和诊断获得的利益(疾病获得治疗,病情得以了解)一般大于代价(因为电磁场曝露所导致的健康风险增加),故本标准不适用于治疗或诊断所解)一般大于代价(因为电磁场曝露所导致的健康风险增加),故本标准不适用于治疗或诊断所致病人或陪护人员的曝露。这类曝露应由致病人或陪护人员的曝露。这类曝露应由GB 9706GB 9706系列标准(近系列标准(近3030个)管理。个)管理。 关于无线通信终端。这类曝露由关于无线通信终端。这类曝露由移动电话电磁辐射局部暴露限值移动电话电磁辐射局部暴露限值(GB21288G

30、B2128820072007)等)等标准管理。标准管理。 关于家用电器。一般在家庭内为使用者服务,不影响外环境,且涉及个人意愿问题。这类曝关于家用电器。一般在家庭内为使用者服务,不影响外环境,且涉及个人意愿问题。这类曝露作为产品指标要求进行规范,应由露作为产品指标要求进行规范,应由GB4706GB4706系列标准(系列标准(100100多个)管理。多个)管理。 关于产品质量控制。对于发射类、加热类电磁设施,其电磁场作为信息传播或能量载体,如关于产品质量控制。对于发射类、加热类电磁设施,其电磁场作为信息传播或能量载体,如从产品质量要求上进行场强限止,则与其功能要求相悖。对于泄漏类电磁设施,已经由

31、相关标准从产品质量要求上进行场强限止,则与其功能要求相悖。对于泄漏类电磁设施,已经由相关标准对电磁场进行限制,如前述的对电磁场进行限制,如前述的GB4706GB4706、GB9706GB9706系列标准。系列标准。 关于磁悬浮列车。磁悬浮列车存在极低频磁场和静磁场,其极低频磁场可以按本标准相应频关于磁悬浮列车。磁悬浮列车存在极低频磁场和静磁场,其极低频磁场可以按本标准相应频段限值进行控制;静磁场与直流输电工程一样需作进一步研究,静磁场限值暂时可参考国际非电段限值进行控制;静磁场与直流输电工程一样需作进一步研究,静磁场限值暂时可参考国际非电离辐射防护委员会(离辐射防护委员会(ICNIRPICNI

32、RP)发布的)发布的静磁场曝露限值导则静磁场曝露限值导则20092009。 限值的健康风险如何?限值的健康风险如何? 本标准限值在预防已知的对人体的所有不良健本标准限值在预防已知的对人体的所有不良健康影响前提下,考虑了康影响前提下,考虑了5 5倍以上安全系数,结合倍以上安全系数,结合国内研究,额外增加了国内研究,额外增加了1.25-2.51.25-2.5倍的安全系数。倍的安全系数。 一、以世界卫生组织采用的国际非电离辐射防护一、以世界卫生组织采用的国际非电离辐射防护委员会(委员会(ICNIRPICNIRP)标准为基础。该标准可以预防)标准为基础。该标准可以预防已知的对人体的不良健康影响。并已采

33、用用已知的对人体的不良健康影响。并已采用用5 5倍倍以上的安全系数。以上的安全系数。 二、额外安全系数。考虑到这些已知的不良健康二、额外安全系数。考虑到这些已知的不良健康影响主要依据短期暴露,从影响主要依据短期暴露,从“谨慎预防谨慎预防”原则出原则出发,我们在该标准基础上又增加了一个额外的系发,我们在该标准基础上又增加了一个额外的系数,如射频段取了数,如射频段取了1/41/4,工频段的电场取了,工频段的电场取了80%80%,磁场取了磁场取了50%50%。 对相关行业有何影响?对相关行业有何影响? (1 1)高压交流输变电设施)高压交流输变电设施 目前,我国电力设计标准目前,我国电力设计标准11

34、0kV110kV750kV750kV架空输电线路设架空输电线路设计规范计规范(GB 50545GB 5054520102010)、)、1000kV1000kV架空输电线路设计规范架空输电线路设计规范(GB 50665GB 5066520112011)在明确线路最低离地高度的同时,规定邻)在明确线路最低离地高度的同时,规定邻近居住建筑时,距地近居住建筑时,距地1.5m1.5m处场强不超过处场强不超过4kV/m4kV/m的要求,这与本标的要求,这与本标准的限值基本一致。也就是说,已有和新建架空输电线路均可以准的限值基本一致。也就是说,已有和新建架空输电线路均可以采用抬高居民区线路高度或增加线路拆迁

35、实现达标,而且这些措采用抬高居民区线路高度或增加线路拆迁实现达标,而且这些措施的成本已经考虑在线路设计中。现场监测和模式分析表明,各施的成本已经考虑在线路设计中。现场监测和模式分析表明,各电压变电站、地下电缆周围环境的工频电场处处达标。从电场强电压变电站、地下电缆周围环境的工频电场处处达标。从电场强度限值看本标准未影响架空输电线路、地下电缆、变电站建设的度限值看本标准未影响架空输电线路、地下电缆、变电站建设的环保投入。环保投入。 本标准提出本标准提出50Hz50Hz频率的磁感应强度限值为频率的磁感应强度限值为100T100T。从全国不。从全国不同省份、不同电压等级的架空输电线路,户内外布置变电

36、站来看同省份、不同电压等级的架空输电线路,户内外布置变电站来看,尚未发现有居民区磁感应强度超过,尚未发现有居民区磁感应强度超过100T100T的情况,一般均在的情况,一般均在5T5T以下。从磁感应强度方面也未影响电力行业的投入。以下。从磁感应强度方面也未影响电力行业的投入。 (2 2)通信、雷达及导航)通信、雷达及导航 根据全国辐射环境质量报告,以及部分省对已建的根据全国辐射环境质量报告,以及部分省对已建的GSMGSM、CDMACDMA、TD-SCDMATD-SCDMA制式制式3300033000多个移动通信基站监测结果,仅多个移动通信基站监测结果,仅有不到有不到0.3%0.3%的基站存在超过

37、本标准限值的的基站存在超过本标准限值的1/51/5的情况,这部分的情况,这部分超标基站通过降低发射功率、调整天线主瓣方向或适当增加超标基站通过降低发射功率、调整天线主瓣方向或适当增加天线高度等措施整改后均已达到标准限值的要求。从理论计天线高度等措施整改后均已达到标准限值的要求。从理论计算和监测数据统计结果来看,基站全向天线在距离发射天线算和监测数据统计结果来看,基站全向天线在距离发射天线正前方正前方1212米外,定向天线在距离发射天线正前方米外,定向天线在距离发射天线正前方1515米外,几米外,几乎相等高度位置的电磁波强度都能满足本标准限值的乎相等高度位置的电磁波强度都能满足本标准限值的1/5

38、1/5的要的要求。全国其他省基站也与浙江省情况类似,也就是同样可以求。全国其他省基站也与浙江省情况类似,也就是同样可以通过增加天线高度、调整天线主瓣方向或降低发射功率等措通过增加天线高度、调整天线主瓣方向或降低发射功率等措施,实现基站周围电磁环境满足本标准。施,实现基站周围电磁环境满足本标准。 雷达、微波通信设备定向性好,功能上要求发射主波束不雷达、微波通信设备定向性好,功能上要求发射主波束不能正对建筑物,其对电磁环境影响主要为能正对建筑物,其对电磁环境影响主要为“傍瓣傍瓣”辐射,只辐射,只要满足与它们相关的其他建设选址标准要求,其电磁影响也要满足与它们相关的其他建设选址标准要求,其电磁影响也

39、就能够满足本标准的要求。就能够满足本标准的要求。 (3 3)广播电视)广播电视 对于广播电视发射设施,广电行业标准对于广播电视发射设施,广电行业标准广播电广播电视天线电磁辐射防护规范视天线电磁辐射防护规范(GY 5054GY 505419951995)提出)提出了设施周围电磁环境限值,该标准限值基本与原标准了设施周围电磁环境限值,该标准限值基本与原标准一致,也就是与本标准在同频段的限值一致。在要求一致,也就是与本标准在同频段的限值一致。在要求广播电视发射设施电磁影响符合相关标准的同时,我广播电视发射设施电磁影响符合相关标准的同时,我国也注重对广播电视设施的保护。国也注重对广播电视设施的保护。广

40、播电视设施保广播电视设施保护条例护条例(国务院令第(国务院令第295295号)要求在这类设施的一号)要求在这类设施的一定距离范围内不得建筑施工等活动,这一距离保护要定距离范围内不得建筑施工等活动,这一距离保护要求同时能够确保广播电视对其外的电磁影响符合本标求同时能够确保广播电视对其外的电磁影响符合本标准的要求。因此,本标准能够较好地保护环境同时,准的要求。因此,本标准能够较好地保护环境同时,保障广播电视事业的健康发展。保障广播电视事业的健康发展。 (4 4)交通系统)交通系统 与本标准相关交通系统主要为电气化铁路、地铁、磁悬浮与本标准相关交通系统主要为电气化铁路、地铁、磁悬浮铁路。我国电气化铁

41、路、地铁、磁悬浮铁路的供电电压最高铁路。我国电气化铁路、地铁、磁悬浮铁路的供电电压最高不超过不超过60kV60kV。只要铁路满足噪声控制要求,其电磁场也必能。只要铁路满足噪声控制要求,其电磁场也必能满足本标准要求。而且铁路与住宅之间设有安全保护区,这满足本标准要求。而且铁路与住宅之间设有安全保护区,这一保护区确保供电设施一保护区确保供电设施“离开离开”住宅,同时保证周围住宅电住宅,同时保证周围住宅电磁环境不会超过本标准。磁环境不会超过本标准。(5 5)工科医设备)工科医设备 工科医设备的电磁影响主要为其漏能,一般在工厂、科研工科医设备的电磁影响主要为其漏能,一般在工厂、科研单位、医疗机构的场区

42、范围内使用。这类设备与居民有一定单位、医疗机构的场区范围内使用。这类设备与居民有一定距离,这一距离已经能够保证设备引起的场界外电磁影响符距离,这一距离已经能够保证设备引起的场界外电磁影响符合本标准要求。特殊情况出现超标时,可以采用调整设备布合本标准要求。特殊情况出现超标时,可以采用调整设备布置位置,或增加金属网屏蔽的方式实现达标,成本甚小。置位置,或增加金属网屏蔽的方式实现达标,成本甚小。 电磁环境控制限值电磁环境控制限值为何保留了设施(设备)的豁免?为何保留了设施(设备)的豁免? 本标准在保留原标准豁免范围的基础上,增加了交流输变电工程的豁本标准在保留原标准豁免范围的基础上,增加了交流输变电

43、工程的豁免范围。免范围。 豁免是管理延续的需要。在豁免是管理延续的需要。在0.1MHz0.1MHz300GHz300GHz频率,本标准豁免范围与频率,本标准豁免范围与原标准一致;在工频频率,本标准增加豁免了原标准一致;在工频频率,本标准增加豁免了100kV100kV以下电压等级的交流以下电压等级的交流输变电设施,这与输变电设施,这与电磁辐射环境保护管理办法电磁辐射环境保护管理办法的设备名录,以及的设备名录,以及关关于于3535千伏送、变电系统建设项目环境管理有关问题的复函千伏送、变电系统建设项目环境管理有关问题的复函(环办函(环办函20072007886886号)是一致的。号)是一致的。 豁免

44、是科学管理的需要。对于豁免是科学管理的需要。对于100kV100kV以下交流输变电设施,只要达到电以下交流输变电设施,只要达到电气安全距离要求,其电磁场强度均符合公众曝露控制限值要求。对于气安全距离要求,其电磁场强度均符合公众曝露控制限值要求。对于0.1MHz0.1MHz300GHz300GHz频率的发射设施,考虑最大发射功率、最严格的限值,在频率的发射设施,考虑最大发射功率、最严格的限值,在距离天线距离天线4.54.5米以外的电磁场强度必定达标,其中与公众最密切的移动通米以外的电磁场强度必定达标,其中与公众最密切的移动通信微蜂窝天线、信微蜂窝天线、WifiWifi无线路由器、交通测速雷达,在

45、无线路由器、交通测速雷达,在0.50.5米以外的场强就米以外的场强就基本达标。从电磁环境角度,上述设施具备固有安全性,在任何情况下,基本达标。从电磁环境角度,上述设施具备固有安全性,在任何情况下,对公众的电磁曝露很小,对它们的管理和控制方法并不能减少对公众的曝对公众的电磁曝露很小,对它们的管理和控制方法并不能减少对公众的曝露,并且管理所需的代价远大于环境利益。露,并且管理所需的代价远大于环境利益。 54摘自摘自电磁辐射防护规定电磁辐射防护规定,GB870240 W/cm25556摘自摘自通信工程建设环境保护技术暂行规定通信工程建设环境保护技术暂行规定,YD5039-20095758摘自摘自电磁

46、辐射防护规定电磁辐射防护规定,GB8702摘自摘自移动通信基站电磁辐射环境监测方法移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行试行),环发,环发2007144号号监测条件:监测条件: 包括环境条件、测量条件、监测人员、监包括环境条件、测量条件、监测人员、监测时间等要求。测时间等要求。监测方法:监测方法: 包括基本要求、监测参数的选取、监测点包括基本要求、监测参数的选取、监测点位的选择、监测时间和读数、测量高度、位的选择、监测时间和读数、测量高度、信息和数据的记录、数据处理等要求。信息和数据的记录、数据处理等要求。质量保证质量保证监测报告监测报告5960(摘自摘自通信工程建设环境保护技术暂行规定通信工

47、程建设环境保护技术暂行规定,YD5039-2009)61(摘自摘自通信工程建设环境保护技术暂行规定通信工程建设环境保护技术暂行规定,YD5039-2009)环评依据的最主要公式环评依据的最主要公式62二次雷达简介6364二次雷达65雷达天线一般具有很强的方向性,以便集中辐射能量来获得较大的观测距离。同时,天线的方向性越强,天线波瓣宽度越窄,雷达测向的精度和分辨率越高。常用的雷达天线是抛物面反射体,馈源放置在焦点上,天线反射体将高频能量聚成窄波束。天线波束在空间的扫描采用机械转动天线而得到。6667681.中华人民共和国环境保护法;2015年;2.中华人民共和国环境影响评价法,2003年;3.建

48、设项目环境保护管理条例,国务院令第253号;1998年;4.电磁辐射环境保护管理办法,国家环境保护局令第18号;1997年;5.电磁辐射防护规定(GB8702-2014),国家环境保护部,2014年;696.中华人民共和国环境保护行业标准环境影响评价技术导则总纲(HJ/T2.1-2011),环境保护部。7.中华人民共和国环境保护行业标准环境影响评价技术导则声环境(HJ 2.4-2009),环境保护部。8.中华人民共和国环境保护行业标准环境影响评价技术导则大气环境(HJ 2.2 -2008),环境保护部。9.辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法(HJ/T10.21996);10.辐射环境保

49、护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准(HJ/T10.31996);70环境质量标准:环境质量标准:电磁辐射防护规定电磁辐射防护规定(GB8702-2014GB8702-2014)71第4.1款公众曝露控制限值:为控制电场、磁场、电磁场所致公众曝露,环境中电场、磁场、电磁场场量参数的方均根值应满足表1要求,具体见下表。功率密度功率密度根据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)中相关要求,单个项目贡献管理限值在评价时,对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取GB87021988中场强限值的1/ ,或功率密度限值的1/2。其他项目可取场强限值的1/ ,

50、或功率密度限值的1/5作为评价标准。本项目为省环保厅审批,因此本项目运行对周围环境电磁辐射场的公众曝露贡献管理限值以功率密度限值的1/5作为评价标准,即0.08 W/m2。7273该项目雷达发射机脉冲峰值功率为1.5kW。根据辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准(HJ/T10.3-1996)规定:功率200kW的发射设备以发射天线为中心、半径为500m范围全面评价,如辐射场强最大处的地点超过500m,则应选定方向评价到最大场强处和低于标准限值处。该项目发射机脉冲峰值功率1.5kW,确定本项目电磁辐射环境影响评价范围为:以发射天线为中心,半径500m范围内区域。741)对机场新建二

51、次雷达站工程拟建址周围的电磁辐射环境现状进行现场测量,掌握该二次雷达站拟建址周围电磁辐射环境背景水平。(2)分析、评价该雷达站发射设备在运行期产生的电磁辐射对周围环境可能造成的影响。(3)对不利影响提出污染防治措施,将电磁辐射环境影响减小到“可合理达到尽量低”的水平。(4)为该雷达站运行期的电磁辐射环境管理提供依据。7576本项目二次雷达拟建站址处地势较为空旷,正常工作时,雷达天线以6 rmin15 rmin的速度水平方向 360 度匀速旋转,雷达目标物是空中飞机,天线主射方向朝向天空。项目工艺流程及主要污染工序见下图脉冲雷达天线具有很强的方向性,辐射能量主要聚集在天线的主瓣,该雷达天线主瓣非

52、常集中,波束宽度不大于1,第一旁瓣电平不大于 - 29(dB),远区副瓣(10度以外)不大于 - 40(dB),因此对电磁辐射环境的影响主要由天线主瓣引起的。77非辐射:1、废水排放影响分析。新建二次雷达站污水主要包括生活废水。二次雷达站采用有人值守方式2、噪声3、固体废弃物(本项目产生的废旧铅酸蓄电池等有害废弃物,由机场管理部门按照相关管理规范标准要求进行回收和处理。)78近场及远场电磁辐射区域划分近场及远场电磁辐射区域划分:雷达站微波电磁场的辐射区域分为近场区和远场区。根据天线波束形成理论(M.I.斯科尔尼克.雷达手册.谢卓译.北京:国防工业出版社,1978),以离辐射源D2/的距离作为近

53、、远场区的分界,其计算公式如下:R=D2/式中:R近、远场区分界距离(m);D天线的直径(m);波长(m)。该项目雷达天线的直径为8.4m,发射微波波长为0.29m,所以对于该雷达的近、远场区分界距离为224m,即发射天线为中心224米范围内为近场区,以外为远场区。79根据雷达系统设备参数、天线及其产生的电磁场特性,对天线周围环境的电磁辐射水平进行估算。由于该雷达系统使用频率处于微波段,因此,采用由辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法(HJ/T10.2-1996)规定的公式计算:80近场最大功率密度Pdmax: (W/m2)式中:PT送入天线净功率(W);S天线实际几何面积(m2),S=R2;R天线半径(m)。81远场轴向功率密度Pd: (W/m2)式中:P雷达发射机平均功率(W);G天线增益(倍数);r预测点与天线轴向距离(m)。82838485由二次雷达系统运行模式可知,雷达在起始扫描仰角为0.5时,由于仰角最低,对周围产生电磁辐射环境影响最大,故选择雷达在仰角为0.5时的一个倒锥形空间电磁辐射水平进行理论计算。由于对周围电磁辐射环境影响起主导作用的是天线的主瓣,故在理论计

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