關于電磁輻射知識：為什么信號越弱，手機輻射越大？

今天科普一下關于電磁輻射的知識。通過這篇文章，希望能夠讓大家更好的了解電磁輻射，也能更好的保護自己。

當我們講起電磁波的時候，我們更多的是去講述電磁波到底給我們的生活帶來了多大的便捷，尤其是在5G這個萬物互聯的時代，我們的手機，電腦，ipad，孩童的手表，都是電磁波應用最好的例子，也是離我們最近的電磁波。但是當我們給電磁波取另一個名字時，可能大家都會覺得不適應。其實電磁波就是一種電磁輻射。輻射這個詞就顯得尤其硌眼，看過切爾諾貝利這部美劇的同學，肯定都對核輻射對人帶來的巨大危害心驚膽戰。

電磁輻射可以分為兩種情況，一種是電離輻射，另一種是非電離輻射。廣義上的電磁輻射包括的頻率范圍非常寬，波長分布也非常廣，從幾十米長波輻射到只有幾埃米的伽馬射線。這里面包括電視廣播，無線通信用到的無線電波，微波，也包括紫外線，紅外線，可見光，X射線，伽瑪射線等等。非電離輻射不能夠從物體的原子中分離處電子，不改變物體的分子結構，而電離輻射卻能夠從物體的原子中分離出電子，改變物體的分子結構，直接對有機物中的細胞造成損害，例如紫外線，X光和伽瑪射線就是電離輻射。幸運的是，我們日常生活中接觸最多的無線電波和可見光屬于非電離輻射，對人體的危害較小。但也不能視而不見。

手機的輻射對人體有那些危害呢？

在文章《Cell phones: modern man’s nemesis?》中列出了手機電磁輻射對人體可能造成的傷害類型，見下圖：

對心血管系統的危害

布勞恩等人在1998年的實驗中將人類志愿者暴露在RF-EMW中并報告血壓升高（收縮和舒張）在900 MHz暴露在RF-EMW35分鐘。血壓力增加 5°10 mmHg，并伴有顯著由于血管消耗，毛細管灌注減少。

對睡眠的危害

胡伯等人在2000年的實驗中，雖然沒有發現睡眠質量的任何顯著變化，但是暴露在900MHz 電磁輻射下30分鐘，會明顯增加入睡的時間，長時間會造成失眠。

影響神經激素分泌

增加癌癥發生的概率

致癌潛力手機輻射是其中之一，在進行的各種研究中最矛盾的方面幾個組。關注公眾關注手機暴露可能導致癌癥，Hardell等人（2006）進行一項基于流行病學問卷的研究并得出結論星形細胞瘤（III-IV級）和聽神經瘤確實顯示與手機使用量的正相關。

在一個案例中，有一位女士患有多灶性乳腺癌。這很奇怪，因為她沒有患癌癥的傾向。盡管這仍然是可能的，但她的醫生注意到她的癌細胞中有一種奇怪的模式。仔細一看，才發現那是她手機的輪廓。這對他們來說很奇怪。不過，該女子解釋說，她經常把手機放在胸罩里。因此，他們可以將這些點從她的手機連接到她的癌細胞。

影響男性的生育功能

盡管很多報告中對手機電磁輻對男性生殖系統的影響尚未確定被闡明。但是你敢做這個實驗嗎？在2009 年，就有一項針對 150 名長時間將手機系在腰帶上的男性進行的研究。科學家們發現，在這些男性身上，攜帶手機的一側骨盆骨的骨礦物質密度降低了。

為什么信號越弱，手機輻射越大？

我們的手機為什么能夠實現無線通信？主要原因是手機可以和基站進行通信，然后基站將你的信號傳遞給你要打給的手機。

這里面主要涉及到的電磁輻射主要包括，移動基站向你的手機發射的下行信號和手機向移動基站發送的上行信號。也就是說，我們在打電話的時候，要受到兩個方面的電磁輻射，一個是基站的輻射，另一個是手機的輻射。關于基站的輻射，可能大家都會比較關注，于是乎就有了很多小區拆毀基站的事兒發生。畢竟生命和健康是第一位的，面對頭頂上的這個東西，確實心里發慌。

我們先來談一下基站的輻射。對于目前的5G基站，一般情況下單通道平均功率約為5瓦，64通道下就是320瓦，約為55dBm。看著挺大，但是由于電磁波的路徑損耗和距離的平方成正比，

其中d表示距離， f 表示頻率， c 表示光速。路徑損失隨距離和頻率變化。

根據上面路徑損耗的公式，我們看一下，一個工作在2.6G的5G基站，在理想情況下對我們的輻射有多大。下面是僅基于自由空間路徑損耗的一個理想功率數值，我們看到哪怕距離基站只有10米距離，基站輻射到達人體也只有0.2毫瓦。

事實上，5G基站對人體的輻射更小小。中國電信表示，5G基站的功率和輻射量本來就很小，都是在國家規定的安全值之內的。目前在5G基站附近10米內實測的輻射，大約為1-1.5 uW/cm。 但是，手機對人體的影響就更大了，因為距離更近。對于現在很多人來說，手機是隨時隨地的帶在身上的。根據最新的5G手機發射功率標準，根據3GPP的定義：在 Sub6G 頻譜上，功率等級 3，大小為 23dBm；功率等級 2，大小為 26dBm；功率等級 1，理論上功率更大，目前還沒有定義。目前 5G 商用以 Sub6G 頻段下的手機 eMBB 業務為主，下文將主要聚焦于此場景，針對主流的 5G 頻段（如 FDD n1，n3，n8 等，TDD n41，n77，n78 等），分六種類型來描述。? 5G FDD （SA 模式）：最大發射功率為等級 3，即 23dBm；? 5G TDD（SA 模式）：最大發射功率為等級 2，即 26dBm； 5G FDD + 5G TDD CA（SA 模式）：最大發射功率為等級 3，即 23dBm； 5G TDD + 5G TDD CA（SA 模式）：最大發射功率為等級 3，即 23dBm； 4G FDD + 5G TDD DC（NSA 模式）：最大發射功率為等級 3，即 23dBm； 4G TDD + 5G TDD DC（NSA 模式）：R15 定義的最大發射功率為等級 3，即 23dBm，R16 版本可支持的最大發射功率為等級 2，即 26dBm。

也就是說，手機的信號越差，需要發射的功率越大，已完成和基站通信的目的。這意味著，當在信號比較差的時候，你的手機可是最大功率在工作的，約為26dBm，等于398毫瓦，大約是10米基站輻射的1000倍。實際上，根據電信的測試，手機待機的輻射值約為17.1微瓦/平方厘米，通話時約為93.1微瓦/平方厘米。手機距離基站越遠，信號越差，其通話時的輻射值也越大。所以呢，如果真的擔心的話，相對于拆毀基站，不如砸掉自己的手機。

但是請放心，即使手機功率增大，其輻射量也在安全范圍之內，國內通信行業不少相關人士就已經表示，我國的移動通信基站輻射標準是按照IEC標準，歐盟的標準、美國的標準、日本的標準都比我國高12到15倍。原因在于上述國家和地區基站選址非常困難，基站半徑很大，發射功率也非常大。根據各國制定的移動通信基站輻射標準，美國和日本是600微瓦/平方厘米，歐盟是450微瓦/平方厘米，中國是40微瓦/平方厘米 。

實際上，基站的輻射遠小于中國的標準，更遠小于歐美標準。同時，5G的基站更密集，每個基站的發射功率更低，而且頻率更高，傳播損耗更大，根據實測，5G基站附近10米內實測的輻射，大約為1-1.5?微瓦/平方厘米。而對靠近基站的終端，基站會自適應降低發射功率。

不僅如此，基站的輻射水平甚至比很多我們日常應用的家用電器還要小，輻射量比較大的微波爐，在距離1米的地方輻射量是每平方厘米268微瓦，而中國對基站輻射的標準只有微波爐輻射的1/6，遠低于微波爐產生的輻射。

所以基站并不可怕。更應該注意的是我們身邊的輻射源。