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        主辦: 國家無線電監測中心國家無線電頻譜管理中心
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        電信日專稿|5G電磁輻射探秘

        【字體: 2021年05月18日 09:27 來源:國家無線電監測中心 作者:錢肇鈞 劉曉普 丁家昕

        5G作為我國“新基建”的典型代表,在中國數字經濟的轉型過程中發揮著不可替代的重要作用,無論在頻譜資源供給,還是設備制造、基站規模、用戶數和應用創新等方面都居于世界前列。隨著5G的普及應用,大家一直關心的5G電磁輻射情況又如何呢?

        告訴大家一個好消息,由于5G系統的基站天線采用了波束賦形等先進的技術,不但提高了頻譜的使用效率和信號的傳輸速率,而且還有效地減少了對用戶的電磁輻射。這是為什么呢?

        波束賦形聚焦信號能量

        波束賦形是指在基站發射端通過先進的信號處理技術,使有用信號在接收點形成疊加,從而在發射功率不變的情況下,增加手機接收信號的強度。其技術原理就像手電筒,它將光線聚焦在某一處(手機用戶)以實現更明亮的效果。                                        

        圖1  5G基站波束賦形示意圖

        5G基站波束賦形天線可根據實際情況生成不同形狀的波束,滿足不同的覆蓋需求。例如可使用垂直面擴展的波束覆蓋一座大廈的側立面;使用水平擴展的波束覆蓋一座公園;使用較窄的波束覆蓋一個小型區域。

        5G基站電磁輻射低

        5G基站與傳統基站在整個覆蓋區域內發射信號有很大的不同,傳統基站是全時段和全扇區覆蓋,用戶受到的電磁輻射與是否通話無關。而5G基站相較于傳統基站,電磁輻射值更低。這是因為,在實際應用中,5G基站波束可分為廣播信號波束和數據信號波束兩種。

        廣播信號波束主要用來保持手機用戶的在線狀態,它按照特定的時間間隔對覆蓋區域進行掃描,同一時刻只有一個波束在激活狀態。因此用戶接收的基站輻射與傳統基站相比由于分時會大大降低。

        數據信號波束是當手機用戶有信息傳輸需求時,基站會另行發射一個波束寬度較窄的信號指向手機用戶,用于終端與基站的數據通信。不在通信用戶附近的其它手機用戶受到的電磁輻射就會明顯降低。

        圖2  傳統基站和5G基站波束覆蓋比較示意圖

        總體上看,5G基站的波束賦形技術通過廣播信號波束分時掃描及數據信號波束的按需生成,從時間和空間的角度有效地減少了手機用戶受到電磁輻射的強度。

        5G手機通話輻射低

        與基站相比,手機由于與人距離近,對人體電磁輻射更大。在5G系統中,波束賦形技術使收發天線增益提高,不但使基站發端能量集中于通信用戶、提高通信質量,而且根據無線通信系統的鏈路平衡原理,手機只需較低的發射功率,便可以有效地實現通信,從而降低了人體受到手機的電磁輻射總量。

        結論:5G通信系統綠色環保

        通過分析及外場測試數據,可以發現5G的天線波束賦形技術可有效減少手機用戶受到的電磁波輻射,可以說5G比4G及其它傳統通信方式更綠色環保。


        延伸閱讀

           電離輻射和電磁輻射

        一聽輻射,人們馬上色變,這與經常聽到的核輻射有關。實際上輻射是一種能量(以波或粒子的型態)的傳送方式,人們曬太陽就是主動接收太陽輻射。

        輻射通?梢苑譃殡婋x輻射和電磁輻射,核輻射屬于電離輻射。受到電離輻射的生物會從其分子中分離出電子,導致其性質的改變,從而對生物造成傷害。根據量子力學原理,波長越短,電離輻射能力越強。只有高頻率的紫外線、X 射線以及伽瑪射線才能使生物體產生電離輻射。而電磁波由于波長較長,受到電磁輻射的物體不會產生電離輻射,因此,此輻射非彼輻射。


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