CN111030769A - 一种基站电磁辐射预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站电磁辐射预测方法，该方法根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗，随后结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率，再结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵列增益以及天线赋形增益，从而得到预测点的基站电磁辐射强度。本发明提出了一种新的基站电磁辐射预测方法，该方法对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值。

Description

一种基站电磁辐射预测方法

技术领域

本发明涉及一种基站电磁辐射预测方法。

背景技术

随着移动通信的快速发展，移动通信已经渗透到社会生活各个方面，给人们带来极大的便利，同时也使人们对移动通信基站的电磁辐射问题产生焦虑。目前通信基站一般使用智能天线技术，从智能与传统天线的基本原理和环境影响的角度出发，利用自由空间传播模式，通过功率控制分析和发射占空情况分析，对使用智能天线的移动通信环境系统进行电磁辐射影响预测与分析，如果不考虑这些情况，很难获得比较准确的智能天线实际发射功率与实际信道波束情况，从而很难对基站电磁辐射进行有效的预测，在目前已公开的文献和专利中，还没有同时针对智能天线实际发射功率与实际信道波束情况的一种基站电磁辐射预测方法。

针对现有技术中存在的不足，本专利提出了一种基站电磁辐射预测方法，该方法根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗，随后结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率，再结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵列增益以及天线赋形增益，从而得到预测点的基站电磁辐射强度。通过本发明提出的预测方法，对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：

1)、根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗L，单位为dB；

2)、通过步骤1)得到的空间传播损耗L₁，并结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率P，单位为W；

3)、根据步骤2)得到的天线端口实际发射功率P₁，结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵元增益以及天线赋形增益，得到预测点的基站电磁辐射强度E，单位为V/m。

上述的一种基站电磁辐射预测方法，所述步骤1)中，待测点到基站发射天线相位中心的距离为d的空间传播损耗L的表达式为：

L＝46.3+33.9log₁₀f-13.82log₁₀h+(44.9-6.55log₁₀h)×log₁₀d+c

上式中，L为空间传播损耗，单位为dB，f为天线发射频率，单位为MHz，h为基站天线高度，单位为m，d为待测点到基站发射天线相位中心的距离，单位为km，c为区域校正因子，单位为dB。

上述的一种基站电磁辐射预测方法，所述步骤2)中，天线端口实际发射功率P的表达式为：

上式中，P为天线端口实际发射功率，单位为W，P₁为接收机灵敏度，单位为dBm，M为总余量，单位为dB，L为空间传播损耗，单位为dB，L₁为天线系统损耗，单位为dB，G为天线系统增益，单位为dBi。

上述的一种基站电磁辐射预测方法，所述步骤3)中，据步骤2)得到的天线端口实际发射功率P，结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵列增益以及天线赋形增益，选择待测点到基站发射天线相位中心的距离为d，因此得到基站电磁辐射强度E的预测值的表达式为：

上式中，E为基站电磁辐射强度，单位为V/m，P为天线端口实际发射功率，单位为W，,G_v为天线阵元增益，单位为dBi，G_h为天线赋形增益，单位为dBi，η₁为业务波束的占空比，η₂为广播波束的占空比，d为待测点到基站发射天线相位中心的距离，单位为km。

本发明的有益效果在于：本方法根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗，随后结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率，再结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵列增益以及天线赋形增益，从而得到预测点的基站电磁辐射强度。通过本发明提出的预测方法，对基站电磁辐射预测有着很大的参考价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施地点为室外，实施对象为TD-LTE基站，测量设备采用KEYSIGHT N9918A便携式频谱分析仪和接收天线，天线系统增益G＝23dBi，天线阵元增益G_v＝14.5dBi，天线赋形增益G_h＝7dBi，天线系统损耗L₁＝24dB。

本发明的一种基站电磁辐射预测方法，包括以下步骤：

1)、根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗L，单位为dB；

2)、通过步骤1)得到的空间传播损耗L₁，并结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率P，单位为W；

3)、根据步骤2)得到的天线端口实际发射功率P₁，结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵元增益以及天线赋形增益，得到预测点的基站电磁辐射强度E，单位为V/m。

所述步骤1)中，已知天线发射频率f＝1855MHz，基站天线高度h＝20m，区域校正因子c＝13dB，选择待测点到基站发射天线相位中心的距离d为0.2km的空间传播损耗L的表达式：

L＝46.3+33.9log₁₀f-13.82log₁₀h+(44.9-6.55log₁₀h)×log₁₀d+c

＝46.3+33.9log₁₀1855-13.82log₁₀20+(44.9-6.55log₁₀20)×log₁₀0.2+13

＝126.69dB

所述步骤2)中，通过基站网管系统可得到，接收机灵敏度P₁＝-106.26dBm，总余量M＝16dB，天线系统损耗L₁＝24dB，天线系统增益G＝23dBi，结合步骤1)中得到的空间传播损耗L＝126.69，因此通过天线端口实际发射功率P的表达式可得到

所述步骤3)中，实施案例中基站的天线阵元增益G_v＝14.5dBi，天线赋形增益G_h＝7dBi，通过基站网管系统可获得，业务波束的占空比

广播波束的占空比

结合步骤2)得到的天线端口实际发射功率P，选择待测点到基站发射天线相位中心的距离d为0.2km，因此基站电磁辐射强度E的预测值为：

在该点位使用接收天线与便携式频谱分析仪对基站电磁辐射强度进行测量，测量值为0.589V/m，与本发明所使用方法得到的预测值基本一致，验证了本发明专利提出的预测方法的有效性。

Claims (4)

1.一种基站电磁辐射预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、根据基站发射频率、基站天线高度以及待测点到基站发射天线相位中心的距离，得到空间传播损耗L，单位为dB；

2)、通过步骤1)得到的空间传播损耗L₁，并结合接收机灵敏度、总余量、天线系统损耗以及天线系统增益，得到天线端口实际发射功率P，单位为W；

3)、根据步骤2)得到的天线端口实际发射功率P₁，结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵元增益以及天线赋形增益，得到预测点的基站电磁辐射强度E，单位为V/m。

2.如权利要求1所述的一种基站电磁辐射预测方法，所述步骤1)中，其特征在于，待测点到基站发射天线相位中心的距离为d的空间传播损耗L的表达式为：

L＝46.3+33.9log₁₀f-13.82log₁₀h+(44.9-6.55log₁₀h)×log₁₀d+c

上式中，L为空间传播损耗，单位为dB，f为天线发射频率，单位为MHz，h为基站天线高度，单位为m，d为待测点到基站发射天线相位中心的距离，单位为km，c为区域校正因子，单位为dB。

3.如权利要求1所述的一种区域的基站电磁辐射预测方法，所述步骤2)中，其特征在于，天线端口实际发射功率P的表达式为：

上式中，P为天线端口实际发射功率，单位为W，P₁为接收机灵敏度，单位为dBm，M为总余量，单位为dB，L为空间传播损耗，单位为dB，L₁为天线系统损耗，单位为dB，G为天线系统增益，单位为dBi。

4.如权利要求1所述的一种区域的基站电磁辐射预测方法，所述步骤3)中，其特征在于，根据步骤2)得到的天线端口实际发射功率P，结合业务波束的占空比、广播波束的占空比、天线损耗、天线阵列增益以及天线赋形增益，选择待测点到基站发射天线相位中心的距离为d，因此得到基站电磁辐射强度E的预测值的表达式为：

上式中，E为基站电磁辐射强度，单位为V/m，P为天线端口实际发射功率，单位为W，,G_v为天线阵元增益，单位为dBi，G_h为天线赋形增益，单位为dBi，η₁为业务波束的占空比，η₂为广播波束的占空比，d为待测点到基站发射天线相位中心的距离，单位为km。