侯 超趙新宇
1.2.通遼廣播發(fā)射中心臺突泉728發(fā)射臺 內蒙古 突泉縣 137500
中波調頻電視廣播發(fā)射臺環(huán)境評價中的電磁輻射計算
侯超1趙新宇2
1.2.通遼廣播發(fā)射中心臺突泉728發(fā)射臺內蒙古突泉縣137500
本文根據(jù)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》(GB 9175-1988)、《電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》(HJ/T 10.2—1996)給出的計算方法,對中波、調頻電視廣播發(fā)射臺附近1Km范圍內的電磁輻射強度進行計算,為廣播發(fā)射臺選址及環(huán)境影響評估提供參考。
中波調頻電視電磁輻射計算
隨著我國城市化進程的加快,城市人口規(guī)模的不斷擴張,城市用地不斷向郊區(qū)擴展,居民聚集區(qū)距離廣播發(fā)射臺越來越近。距離廣播發(fā)射臺多遠,電磁輻射環(huán)境才是安全的。本文通過理論計算論證此問題。
我國中波廣播的頻率范圍是 526.5KHz~ 1606.5KHz,波長范圍570m~187m?!董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》(GB 9175-1988)、《電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》(HJ/T 10.2-1996) 給出中波電磁輻射場強計算公式:
理論公式:
近似公式:
式中:
上述各式中:
d——被測位置與發(fā)射天線水平距離(km);
P——發(fā)射機標稱功率(kW);
η——天線效率(%);
G——相對于接地基本振子(點源天線G=1)的天線增益(倍數(shù));
F(h)——發(fā)射天線高度因子,F(xiàn)(h)=1~1.43;
F(Δφ)——發(fā)射天線垂直面(Δ仰角)、水平面(方位角φ)方向性函數(shù),Δmax=0;
A——地面衰減因子;
X——數(shù)量距離;
λ——波長(m);
ε——大地的介電常數(shù)(無量綱);
σ——大地的導電系數(shù),1/(Ω·m)。
(1.2)近似公式是:η≈1、F(h)≈1.2、F (Δφ)=1得出的,即舒來依金范德波爾公式。
不同地質ε、σ的取值見表1-1。
設地質為濕土,發(fā)射頻率為1098 KHz (λ=273m),發(fā)射功率為P=10 KW,發(fā)射天線增益G=3,由公式1.2、1.3、1.4計算可得10 KW中波發(fā)射天線周圍電場場強,見表1-2。
我國電視廣播的頻率范圍是48.5 MHz~958 MHz,調頻廣播的頻率范圍是87MHz~108MHz?!董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》 (GB 9175-1988)、《電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》(HJ/T 10.2-1996) 給出調頻、電視電磁輻射場強計算公式:
地面類型 海水 淡水 濕土 干土 巖石ε介電常數(shù) 8 0 8 0 2 0 4 6σ導電系數(shù) 4 1 0-3 1 0-2 1 0-3 1 0-7與天線距離(m) 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0電場強度(v / m) 2 3 . 1 7 1 1 . 5 8 7 . 7 2 5 . 7 9 4 . 6 3 3 . 8 6 3 . 3 1 2 . 9 0 2 . 5 7 2 . 3 2與天線距離(m) 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0電場強度(v / m) 1 7 . 2 0 8 . 6 0 5 . 7 3 4 . 3 0 3 . 4 4 2 . 8 7 2 . 4 6 2 . 1 5 1 . 9 1 1 . 7 2
式中:P——發(fā)射機標稱功率(kW);
G——相對于半波偶極子(G0.5λ=1.64)天線增益(倍數(shù));
d——測量位置與天線水平距離(km);
F(θ)——天線垂直面方向性函數(shù)(視天線型式和層數(shù)而異)。
F(θ)中,θ角與天線安裝的高度、角度、測量位置與天線水平距離相關,計算比較復雜。為方便計算,取F(θ)最大值F(θ)=1,設 p=3,G=5,由公式 (2.1)計算可得3KW調頻(或電視)發(fā)射天線周圍電場場強,見表2:
根據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》(GB 8702-2014),中波所在頻段的電場強度公眾曝露限值為40v/m,調頻電視所在頻段的電場強度公眾曝露限值為12v/m。當公眾曝露在多個頻率的電場中時,中波、調頻和電視在頻段0.1MHz~300GHz之間,其復合電場強度應滿足如下要求:
式中:Ej——頻率為j的電場強度;
EL,j——頻率為j的電場強度限值。
即如果一個發(fā)射臺有一臺10 KW中波發(fā)射機,一臺3KW調頻(或電視)發(fā)射機,則距離兩個發(fā)射天線 200m處的復合場強 (11.58/40)2+ (8.6/12)2≈0.6<1,滿足電磁環(huán)境控制限值條件是安全的。
根據(jù)以上計算和分析可知,在以中波發(fā)射為主,發(fā)射總功率十幾千瓦的廣播發(fā)射臺,其電磁輻射強度在距離發(fā)射天線幾百米之外就可以恢復到國家標準規(guī)定的最高限值之下,一般不會對周圍居民健康造成影響。
(1)《電磁環(huán)境控制限值》(GB 8702-2014);
(2)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》(GB 9175-1988);
(3)《電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》(HJ/T 10.2—1996);
(4)宋錚,張建華,黃冶.《天線與電波傳播》[M]. 西安:西安電子科技大學出版社
審稿人:嚴志剛內蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺正高級工程師
責任編輯:王學敏
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2096-0751(2016)04-0018-03
侯超通遼廣播發(fā)射中心臺突泉728發(fā)射臺助理工程師
趙新宇通遼廣播發(fā)射中心臺突泉728發(fā)射臺助理工程師