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技術文章
Technical articles
更新時間：2019-04-23
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今天我們來聊聊基站和手機的輻射。
哈哈，大家有沒有虎軀一震？如今這個年頭，新聞里三天兩頭會說這里有輻射，那里有放射性，還有不斷增高的癌癥發病率，號稱都是輻射導致，引得大家人心惶惶。
尤其是通信行業人員，整天和電磁場電磁波打交道，和基站打交道。別人都會說，離輻射那么近，一定生女孩比較多，頭發也掉得快，balabala的。
還有一些用戶，因為擔心輻射，阻撓通信施工，甚至破壞小區里的通信設施，讓代維工程師們苦不堪言。
被剪斷的通信電纜
因此，這篇文章旨在幫助大家*搞懂輻射背后的科學原理，消除對基站輻射的誤解。
什么是輻射？
人們害怕輻射，首先我們要搞明白，到底什么是“輻射”。
輻射的*定義比較繞——
“由場源發出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播，而后不再返回場源的現象，叫做輻射。”
簡單來說，輻射就是一個東西向外傳送能量。例如光輻射、熱輻射，都屬于輻射。
所以說，輻射是一個中性詞，而非貶義詞。
在我們的生活中，輻射是時刻存在的，并不是全部有害。一部分輻射是大自然本身就有的，也有一部分輻射，是人類制造出來的。
大自然輻射，典型的，就是太陽發光發熱。太陽就是一個場源。
而人類制造的輻射，大部分和電有關。
電是我們生活中*的一部分，學過基本的物理知識就會知道，只要有電在傳輸，就會產生相應的電場和磁場，產生電磁波。
電磁波就是一種輻射，包括電燈的燈光，Wi-Fi路由器的信號，無線廣播等等，全部是輻射。我們也會把它們叫作光波和電波。
光波和電波，都是電磁波，之所以看上去差別很大，是因為各自的頻率不同。
通過下面這張圖，我們可以看到，光波的頻率比電波更大。光波里面，頻率由小到大，分別是紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。（注意，α射線和β射線不是電磁波。）
電磁波的頻率越高，它的能量就越大。換言之，它的輻射就越大。
由電磁波產生的輻射，就是電磁輻射。
但是，根據電磁波頻率的不同，電磁輻射又分為電離輻射和非電離輻射。
通常，我們把波長小于100nm（納米）的電磁輻射，也就是頻率在3×1015Hz以上的電磁輻射，稱為電離輻射。
紫外線，就是電離輻射和非電離輻射的分界線。比紫外線頻率更高的，例如宇宙射線、X射線、γ射線，都屬于電離輻射。而熱輻射、紫外線、電波（微波、短波、中波、長波），都屬于非電離輻射。
真正會對人體造成傷害的，是電離輻射。
電離輻射為什么有害？
之所以要叫作電離輻射，是因為這種高頻輻射可以把物質原子或分子中的電子“偷走”，從而使這些原子或分子發生“電離現象”。
簡單來說，人或動植物，都是細胞組成的，細胞是分子原子組成的，如果分子和原子都被破壞了，當然細胞也就被破壞了，對人體就造成傷害了。
另外機體內的水分子，發生電離效應后，會產生一系列氧自由基。氧自由基作用于生物大分子，也會導致細胞損傷。
持續的電離輻射，通過以上兩種方式造成細胞損傷累積及細胞功能異常，終死亡或癌變。
電離輻射的來源，主要包括：
核輻射（核dan爆炸、核泄漏事故）
醫用儀器（CT、X射線）
工業儀器（損傷檢測行業）
自然放射源（大自然中存在很多天然放射性元素，它們廣泛存在于石頭、土壤和空氣中）
醫院CT室，通常會有電離輻射警告
電離輻射并不是只有壞處，主要看它的劑量。如果劑量大，就會造成傷害。如果劑量小，就可以被合理利用。
例如我們在醫院體檢時使用的CT、X光、胸片，輻射劑量都被嚴格限定在安全劑量之內，是非常安全的，不可能致癌，也不會有副作用。
非電離輻射有沒有危害？
說了半天可怕的電離輻射，我們再回過頭來看非電離輻射。
非電離輻射的頻率，比電離輻射小得多。它的能量，也比電離輻射小得多。
我們無線通信，就是使用頻率小于1012Hz的電磁波進行通信的一種方式。
移動通信屬于無線通信的其中一種。目前使用的電磁波頻率主要在600M-4000MHz之間。這個頻率，離電離輻射還差十萬八千里。
我們再來具體看看基站的輻射到底有多大。
基站，就是為手機提供無線通信信號的設備。準確來說，收發信號的，是基站的組成部分之一——天線。
基站的組成結構
板狀天線
基站分為宏基站和微基站。室外看到的那種大型的、帶有板狀天線的基站，是宏基站。
宏基站
正常情況下，一個宏基站的功率是40W。基站向外輻射信號，不是點對點，而是點對面的，看上去像一個球體。
如果按照球面來算，距離10米，能形成的球面面積是4πR2，等于1256平方米。
由此可以粗略計算得出，距離基站10米，輻射是 3.18 微瓦/平方厘米。
為了加強電磁環境管理，保障公眾健康，中國于2014年對《電磁輻射防護規定》(GB 8702-88)和《環境電磁波衛生標準》(GB 9175-88)進行整合修訂，出臺了《電磁環境控制限值》(GB8702—2014)，并于2015年1月1日起正式實行。根據該標準，通信頻段功率密度應小于40微瓦/平方厘米。（實際情況中，因為考慮到信號疊加，運營商通常會控制在 8 微瓦/平方厘米。）
我國這一標準，遠遠低于其它國家或地區，是嚴格的：
40微瓦/平方厘米到底有多大呢，為了給大家一個感性的認識，我們就拿太陽光來對比一下。
根據太陽的輻射總功率以及地球到太陽的距離，再考慮地球的半徑，物理學家已經算出，地球上太陽光的輻射功率面密度大約是1000瓦/平方米，也就是 10萬 微瓦/平方厘米。
也就是說，我國標準中基站輻射的強度，是太陽光照射強度的2500分之一。
這下明白了吧？基站輻射對人體的影響是微乎其微的，幾乎可以忽略不計。
手機會造成輻射危害嗎？
說完基站，我們再看看手機。
其實，相比基站來說，手機對人體的輻射其實要稍微大一些。原因很簡單，雖然手機的天線輻射功率（幾毫瓦）明顯小于基站，但是離人體的距離更近。
手機電磁輻射還有一個特點，那就是信號越弱，輻射反而越大。
因為手機本身設計的原因，但基站覆蓋信號較弱時，為保證通信正常，手機會加大自身天線的功率，輻射也隨之增加，當然，耗電量也隨之增加。這就是為什么我們坐高鐵時，或室內信號差時，手機電量掉得很快。
基站信號越弱，手機信號隨之越強
根據網友的測試，蘋果手機待機時，輻射是17.1微瓦/平方厘米，通話時，是93.1微瓦/平方厘米。可以看出來，確實手機輻射是比基站更大的。
但是，這個值仍然是安全范圍以內，不會對人體造成傷害。
手機的輻射，遠遠小于家里的各類電器，例如微波爐、吹風機，甚至電視機。
家用電器的輻射值參考（μT是另一種輻射值單位，1 T = 1Wb/m2，用磁通量密度也可衡量輻射強弱，一般工頻用μW/cm2，射頻用T）
手機待機時大約0.1μT，呼叫時瞬間可達3μT，距離稍遠時，會大幅下降
但是，建議大家睡覺時，把手機放遠一些，不要放在枕頭邊上。此外，建議bo打和接聽電話時，接通后，再靠近耳朵。
5G基站輻射會很大嗎？
那么，現在我們即將迎來5G時代，5G的網速那么快，會不會輻射大很多？會不會對人體造成更大影響呢？
答案依然是不會。
5G分為Sub-6頻段和毫米波頻段。
5G的兩個工作頻段范圍
Sub-6頻段，就是頻率小于6GHz的頻段，和我們目前的4G差不多，也和家里用的工作頻率2.4GHz/5.8GHz的Wi-Fi也差不多。
毫米波頻段，頻率大于24GHz，但也就是一個數量級的差距，依然離電離輻射十萬八千里。
頻率是無害的，我們再來看看天線發射功率。
5G基站也分為宏基站和微基站，更多的是微基站。
宏基站因為5G采用了天線陣列、波束賦形等技術，所以功率會比4G基站稍微高一些，但仍然在國家標準要求的范圍內。（據了解，應該是200W左右。）
5G 天線陣列
5G天線大輸出功率
微基站方面，雖然微基站離人體更近，但微基站的天線功率，都在10W以內，更多是100mW（毫瓦）級別。
所以，微基站也不會對人體造成危害。
微基站，和無線路由器差不多大
況且，我們國家對公眾移動通信基站設備實施嚴格的入網許可制度，關鍵設備入網前必須進行檢測、核準。通信基站投入使用前，需進行電磁環境測試和設備抽檢。設置基站時，必須向主管部門提交申請和報送技術資料。
也就是說，對于每一座通信基站，運營單位都會嚴格按照規定進行環評檢測，確保符合環境標準后才會正式投入運營。不僅如此，在通信基站運營后，還會有人不定期地對其檢測，確保不出現電磁輻射超標的現象。
監測基站輻射
所以，不管是2/3/4G，還是5G，都不用擔心基站輻射的問題。
警告！破壞基站是違法行為！
雖然事實非常明確，但仍然有一小部分居民用戶，對基站心存疑慮，甚至恐慌。擔心基站會對自己或家人的身體健康造成不良影響，進而對基站設備存有敵意，甚至惡意破壞通信設備。
破壞基站、抵制基站的新聞，時常還會見諸報端。
在我們國家，刑法百二十四條明確指出：破壞公共電信設施，屬于違法行為。所以，不管你是否能夠接受事實，都不能擅自破壞通信設施，否則是要被追究法律責任的。
恐慌是源于對真相的不了解，謠言往往止于智者。隨著越來越多的人搞清楚輻射背后的真相，不理智的行為就會越來越少。
文章來源：鮮棗課堂（ID:xzclasscom)
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