(首发时间:年8月21日,科普知识,欢迎大家多多转发)
基站辐射,手机辐射,哪个影响大
书接《现场位于物证中!你见过吗?》一文中提到的,WIFI使用的电磁波均属于微波频段,以直线传播为主,频率越低则传播距离越远。标准的WIFI接入点(AccessPoint)设备发射的电磁波的功率在几十毫瓦到毫瓦之间,小型WIFI接入点设备以及手机、无线上网卡之类的WIFI终端设备发射电磁波的功率大多在毫瓦量级。
进一步看,在《现场位于物证中!你见过吗?》一文中指出的,WIFI接入点设备工作于2.4GHz频段时,如果使用的是常见的鞭状天线,在开阔环境下的覆盖距离可达50到米;如果使用八木定向天线或螺旋定向天线,覆盖距离可达到米;如果使用增益更高的抛物面定向天线,覆盖距离可达1-2公里。相比之下,当WIFI接入点设备工作于5GHz和60GHz频段时,由于所使用电磁波的频率明显高于2.4GHz,覆盖距离也会相应地明显缩短。
看到上述用专业语言表述的几十米、几百米甚至1-2公里的距离,是不是有些心惊肉跳的感觉?由此想到,孕妇请求邻居关WIFI、业主要求拆除小区内基站之类的做法,是否有科学依据呢?如果人民群众根据其认为的科学依据实施维权行为时,由于其他原因引起了官司,那么,人民群众认为的科学依据在法庭上能否支持其诉求呢?
根据作者20余年从事无线发射/接收设备研发和应用的经验,对日常生活涉及的电磁波辐射安全问题,分电磁波辐射的强度、到发射天线的距离、作用时间、作用部位四方面进行说明。
一、电磁波辐射的强度
“电磁波辐射有害人体健康”的说法,已经成为公知的科学知识,而且有微波炉是用电磁波加热食物、农业中用微波育种以诱发种子基因突变获得更好的新性状之类的例子作支持。但是,需要注意的是,微波炉加热食物和微波育种,为了能达到期望的效果,使用的是几百瓦(典型为-瓦)功率的微波,作用距离在15厘米左右,而且是在外部加有屏蔽的封闭空间中进行的。
相比之下,标准的WIFI接入点(AP,又称无线路由器)设备的最大发射功率为毫瓦(0.1瓦),只有微波炉使用的电磁波功率的0到0分之一;手机、无线上网卡之类的WIFI终端设备发射电磁波的功率按较大值取为10毫瓦(0.01瓦),也只有微波炉使用的电磁波功率的00到00分之一。
如何理解这种功率差异呢?打个比方说,用斤的力击打人体,肯定会皮开肉绽、五内俱焚和筯断骨裂;但是,如果用70斤的力击打呢?少数身体强壮的人能承受,但大多数人的身体会受到伤害,如出现红肿淤青、内脏出血甚至骨折;进一步,如果用7斤的力击打呢?虽然仍然会对人体造成伤害,但大多数人的身体能承受;再进一步,如果用0.7斤的力击打呢?那么,除了眼睛、鼻子之类的敏感部位之外,所有人的身体均能承受这种力度的击打;更进一步,如果用0.07斤的力击打呢?那么,虽然从理论上讲,这种力度的击打仍会对人体有害,但实际上可以忽略不计。
显然,“斤、70斤、7斤、0.7斤、0.07斤的力”对人体的影响,“瓦、70瓦、7瓦、0.7瓦、0.07瓦的电磁波辐射”对人体的影响,这二者之间并不相同,但影响程度的变化规律是相同的,这一点相信大家都能认同,不会有人反对。
根据作者的工作经验来看,人体不是由属于电的良导体的金属制成的,其感受电磁波的能力明显不如专门接收电磁波的接收天线,因此,在我们身体的周围,如果短时间存在几瓦量级的电磁波辐射(好比短时间用7斤的力击打人体),虽然人体无感,但确实对人体有害,只不过人体能承受,但如果长期这样,就会通过累积效应形成最终危害;如果长时间存在的毫瓦级及以下的电磁波辐射(好比长时间用0.01斤及更小的力击打人体),虽然从理论上讲,仍会对人体有害,但人体无感,也难以形成累积效应,实际上可以忽略不计。
二、到发射天线的距离
各种无线电发射设备均其发射功率,如:(1)4G基站的发射功率可达10瓦或20瓦,2G的GSM制式早期基站的发射功率可达40瓦和60瓦;(2)2G手机的最大发射功率可达2瓦(33dBm),4G手机的最大发射功率可达0.2瓦(23dBm,毫瓦);(3)标准的WIFI接入点(AP,或称无线路由器)的最大发射功率为毫瓦(0.1瓦);(4)手机、无线上网卡之类的WIFI终端设备发射电磁波的功率10毫瓦(0.01瓦);等等。
需要注意的是,无线电发射设备发射的电磁波从发射天线出发之后,在传播过程中是遵守能量守恒定律的;也就是说,随着到发射天线之间的距离的增加,电磁波的能量被分散到越来越大的空间中,单位面积上能接收到的电磁波能量就相应地减少了,在最保守情况下,至少与到发射天线的距离的平方成反比。因此,在基站发射天线附近几米的区域中,接收到的电磁波强度随距离增加而快速下降。
作者在20多年工作中摸索出一个用于估算发射功率的经验值,在距离发射天线15厘米左右的距离上,用不同类型的接收天线,接收到的电磁波功率约为实际发射功率的分之一到0分之一之间;用专业术语说,二者之间相差20到30分贝。
具体地说,以毫瓦(0.1瓦)功率发射的WIFI接入点(AP,或称无线路由器)设备,在距离发射天线15厘米左右的距离上,能接收到的电磁波的功率就小于毫瓦量级了,已落入人体能长期承受的安全范围之内;如果不放心,将距离加大一些,到30厘米左右,就肯定是安全无虞的了;如果还不放心,将距离加大到1米以上,或经过一道墙壁遮挡,那么,接收到的电磁波功率就明显低于微瓦量级,就更加肯定是安全无虞的了。
由此看来,孕妇请求邻居关WIFI,虽然看似有科学道理,但由于邻居WIFI距离孕妇至少1米以上,而且还会经过至少一道墙壁的遮挡,因此其实是没有必要的!
图1孕妇请求邻居关WIFI
进一步看,在发射天线的远区(距离发射天线10个波长以外的区域),接收到电磁波的强度大致与距离的2次方(定向天线)或3次方(全向天线)成反比。举例说,如果基站采用的是板状定向天线,发射功率为20瓦,那么,采用全向天线或低增益定向天线接收,可以获得以下测量结果:
(1)距离基站天线15厘米左右时,接收到的电磁波功率大多在0.2瓦~0.05瓦之间;
(2)距离基站天线5米左右时,接收到的电磁波功率在0.01瓦以下(0dBm左右,毫瓦量级),已经处于人体能长期承受的安全范围之内;
(3)如果还不放心,将距离加大到10米、15米,或是经过一层楼板或一道墙壁的遮挡引起10倍左右的衰减,就肯定是安全无虞的了;
(4)尤其是,不仅距离15米以上,而且还经过了一层楼板或一道墙壁的遮挡,那就更加肯定是安全无虞的了。
由此看来,业主要求拆除小区高楼上的基站,其实是多虑了。
图2业主要求小区拆基站
三、作用时间
电磁波对人体的作用是有累积效应的,就像晒太阳时,偶尔晒一晒可以促进补钙,晒得多一些会被晒黑,长时间曝晒会出现晒伤或过敏反应。用手机打电话时,尤其是贴着耳朵打电话时,虽然现在的4G手机的最大发射功率只有0.2瓦,但由于手机天线距离脑袋只有1-2厘米,在耳朵周边的电磁波功率可达几毫瓦量级,虽然人体无感,但确实对身体健康有一定的影响,因此不宜手持手机长时间贴着耳朵打电话,尤其是不能经常这样“煲电话粥”。
3年前后,医院收治了一位来自山西的脑积水患者。CT结果出来之后,医生看到片中的大脑积水区域明显偏于左侧,就直接问患者,是不是长期用手机贴着左耳打电话。患者非常疑惑地问医生是怎么知道的,因为由于工作需要,他每天都要长时间打手机,而且使用的是那种有外置天线的、最大发射功率2W的2G手机。由此看来,长时间贴着耳朵打电话的累积危害真实存在。
不过,我们也不必因此而过度惊慌,因为人体具有很强的自我修复能力,偶尔长时间贴着耳朵打电话,一次、两次、三次的,是不会形成累积效应的。当然了,如果用手机免提通话,或是用耳机,让手机天线距离人体10厘米以上,则可以明显减少人体所受辐射。
特别地,对于工作中需要手持或背负几瓦~十几瓦的中大功率无线电发射设备的人士,如果是像对讲机那样的,接收的时间多而发射的时候少,则可以放心地长时间地操作使用;但是,如果是连续发射的无线电发射设备,则不建议长时间连续操作,一般工作半小时左右就暂停休息一下,或是更换人员;同时,在工作之后,要注意休息好,建议多吃胡萝卜、西红柿、香蕉、苹果、橘子之类的食物。
四、作用部位
电磁波对人体不同部位的影响是不同的,脑袋、心脏以及生殖器官所在盆腔需要重点防护。所以,对讲机不宜挂在左胸前和腰间,但是,许多使用对讲机的职业人士往往只能这样做。不过,可以适当地做一下微调,如:(1)用手持式对讲机,并采用手持姿势喊话;(2)将对讲机挂在右胸前或右肩处;(3)准备生育的男性和女性,不要将手机、对讲机放在腰部或插在裤袋中;(4)既知道对讲机的电磁波辐射对人体有一定的影响,也知道人体具有很强的自修复能力,不长时间连续使用,保持良好心态,让内分泌更调和一些,工作之余适当锻炼,从心理和生理两个方面增强抵抗力;等等。
对此,作者也有些职业病,每次坐火车,看到乘务员将对讲机挂在腰间,而且通话频繁,于是忍不住提醒说那样不安全,建议换放在肩上;但她们说,那样不方便,影响做事,只能别在腰间。
五、基站辐射、手机辐射,哪个对人体的影响大
基于上述介绍,接下来回答“基站辐射,手机辐射,哪个对人体的影响大”的问题。
1、手机接入基站时,虽然基站采用了20瓦左右的功率发射,距离基站天线1米以内,其电磁波辐射虽然人体感觉不到,但实际上是超标的;但距离基站天线5米左右时,其强度已经下降至0.01瓦以下(毫瓦量级),已处于人体能长期承受的安全范围;如果距离加大到15米以上,再加上一层楼板或一道墙壁的遮挡,其强度已经下降至0.01毫瓦以下(微瓦量级,-30dBm左右)。
相比之下,虽然手机的发射功率明显小于基站的发射功率(如4G手机中0.2瓦,只有基站发射功率的分之一),但手机距离人体更近(如贴着耳朵打电话时只有1-2厘米,不到基站到人体的距离的0分之一),手机发射的电磁波在人体周边的最大强度可达几毫瓦量级,比基站发射的电磁波到达人体周边的强度,至少高出倍,在大多数情况下高出00倍以上。因此,如果说电磁波辐射影响人体健康,那么,手机发射的电磁波辐射对人体的影响更大。
2、手机接入WIFI时,标准的WIFI接入点(AP,或称无线路由器)设备的最大发射功率为毫瓦(0.1瓦),距离发射天线15厘米左右的距离上,能接收到的电磁波功率就小于毫瓦量级了,已经落入人体能长期承受的安全范围;如果距离超过30厘米,就肯定安全无虞了。
相比之下,手机中WIFI终端的发射功率在毫瓦量级,从天线发射出来之后,就已经属于人体可以长期承受的安全范围了。因此,即使距离手机1-2厘米,能接收到的手机WIFI发射的电磁波的功率最大也就微瓦量级,肯定是安全无虞的;换言之,用手机WIFI上网,即使是如图3所示的情形,也是安全无虞的。
图3孕妇WIFI上网也安全
六、补充说明
1、目前的手机均有自动功率控制功能,能根据接收到基站信号强度调节自己的发射功率,调节范围从几十微瓦到毫瓦。
如果小区中不让装基站,那些能收到1格、2格或3格信号的手机,为了保证使用者能随时可用,就会自动地不停扫网,而且每次都是以最大功率发射接入尝试,不仅增加了手机耗电,更是明显地增加了手机发射电磁波的次数和强度;也就是说,小区中不让装基站,看似减少了基站的辐射,但实际上是在强迫自己的手机,既加大发射功率又增加次数地影响自己的身体健康。
简言之,如果小区中安装有适当数量的基站,您的手机就不用频繁扫网和总是以最大功率发射了,其实是减少了您的手机发射的电磁波对您身体的影响。这个结论能接受吗?是否有点违背常识认知?如果对此有疑问,可以请教其他专家,或上网百度解答,解证的周工保证以上所述有充分的科学依据,可以经得起实地测量验证。
2、许多人说5G基站的辐射大,其实是不准确的。理由如下:
(1)5G要实现大功率发射并不容易。因为,为了提高数据传输速率,5G采用了高阶数字调制,这就要求使用线性度很高但工作效率只有15%左右的高功率放大器,而几瓦功率的和几十瓦功率的高功率放大器,在价格和电源效率方面差异明显。因此,在技术实现时,宁愿采用多个几瓦功率的高功率放大器,这样既技术可靠,又采购量大,可以降低采购价,为之付出的代价就是需要多装几付天线。
(2)手机通信是双向的;限制基站覆盖距离的主要因素不是基站的下行发射功率,而是手机的上行发射功率。在手机的上行发射功率有限的条件下,一味提高基站的下行发射功率并不能明显增大覆盖范围。运营商是懂技术的,不会做这种既不科学又不划算的事。
(3)频谱资源是有限的。减少单个基站的覆盖区,在相同面积的区域增设更多基站,可以成倍或成多倍地提高频谱资源的利用率,可以容纳更多的用户;同时,基站的覆盖范围减小了,不需要像以前那样大功率发射了;并且,也不能像以前那样大功率发射了,因为这样容易对次相邻基站的信号覆盖产生不必要的干扰。
总体来看,5G宜走微小区覆盖(最好是室内微小区覆盖)、多建小功率基站、主要覆盖人口密集区域的路子,2G时代的大区/中大区制覆盖、高点基站、大功率发射的路子对5G是不适用的,20多年前的那种用少量钱就可以实现大范围覆盖的“黄金时代”已经一去不复返了。所以,大家不用担心5G基站的辐射安全问题。
实话实说,听作者絮叨这么多,当您再看到基站时,尤其是看到体积庞大的板状天线时,仍然觉得它的辐射大,这也很正常,因为在距离基站天线1米以内的区域中,其辐射确实比较大,不适于人类长期存在。但是,需要知道的是,距离基站5米之后,虽然辐射仍然还有,但已经处于安全范围了。
将本文的结论通俗地总结如下:
(1)如果家有孕妇,用手机WIFI上网是安全的,不必要求邻居关WIFI;不过,建议尽量少用流量上网,实在要用则尽量离宝宝所在区域15厘米以上;其实这种习惯更应提前在备孕期间形成。
(2)如果您家正好对着基站,但距离在15米以上,再加上墙壁的遮挡,所以就不用担心基站的辐射安全问题;
(3)如果您家住在顶楼,且顶楼上也装有基站,由于基站天线的朝向是沿着水平方向略带下倾的,加上有楼顶层的遮挡,您家其实处于“灯下不太亮”的区域,也不用担心基站的辐射安全问题;
(4)如果您是在家里看到对面楼上装有基站,您根本就不用担心基站的辐射安全问题;
(5)小区中安装有适当数量的基站,其实可以减少手机发射的电磁波对人体的影响。
提示:本文是基于作者所著《电子证据理论重铸研究》中有关章节的学术观点原创性写作而成,所有权归作者所有,文责也由作者自负。请尊重原创性写作的不易,如需引用,烦请标明出处!
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