山地雷达站营区防电磁辐射污染规划

荀平，朱继磊，王正刚，陈振东

(后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系，重庆401311)

【后勤保障与装备管理】

山地雷达站营区防电磁辐射污染规划

荀平，朱继磊，王正刚，陈振东

(后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系，重庆401311)

雷达站电磁辐射污染问题已经深深影响到雷达部队的战斗力，以此为切入点，通过分析我军雷达部队营区电磁辐射超标的原因，以具有山地地形特征的雷达站营区为研究对象，从营区规划的角度来思考降低山地地区雷达站营区电磁辐射的可能性。提出了降低雷达站营区电磁辐射污染的4种规划方法:集中营区建筑布局，降低雷达波直接作用于人体的几率;做好营区绿化，利用植物对波的吸收衰减作用;合理选择建筑位置，利用地形遮蔽和利用雷达最小作用距离产生的盲区来建设雷达站的规划方法。旨在能够为建设雷达站、降低雷达站营区电磁辐射提供参考。

山地雷达站;电磁辐射污染;规划方法

雷达站是雷达部队最基本的战术分队，直接搜索并掌握各类目标，担负着我国海防、空防、疆防的重要任务。山地雷达站是指建设在具有山地地形特征的地面雷达站，由于技战术特点、历史沿革等原因，我军大量雷达站位于山区。山地雷达站营区建设受到地形、地貌、朝向等诸多自然因素的制约，但同时也给我们利用自然条件，合理规划营区，从营区规划的角度降低营区电磁辐射污染提供了多种思路。

1 雷达站营区电磁辐射污染对官兵的危害

电磁辐射是能量以电磁波的形式在空间传播的物理现象，主要来源包括自然电磁辐射和环境电磁辐射。众所周知，雷达是通过天线间歇发射高频无线电波并接收回波这一过程来完成对外界信息收集，实现对覆盖区内目标的探测和监控的。雷达由于探测距离和探测精度的要求雷达对外发射电磁功率大、频谱高且又多次谐波，对附近的电磁环境影响较大，电磁辐射污染也就更为严重。

人体所处环境的电磁辐射强度超过一定限度时，会对人体健康产生不良影响，甚至造成伤害［1］。强制性国家标准《电磁辐射暴露限值和测量方法》(征求意见稿)明确规定了公共和职业暴露的导出限值，根据国家标准对于职业暴露导出限值的规定，雷达站官兵适用于职业暴露导出限值(如表1所示)［1］。

表1 时变电场和磁场的职业暴露导出限值(rms值)

雷达兵部队是“平战结合”的部队，全天候开机，担负着这国防战备值班的重任。作为我军“千里眼、顺风耳”的雷达兵，长期暴露在看不见摸不着的高强度的电磁辐射环境下中，电磁辐射量严重超标，对官兵的身心健康都造成严重危害。高强度的电磁辐射对雷达站官兵的危害主要表现在:电磁辐射会对人的睡眠、视力、心血管系统及生殖系统造成不同程度的影响，长期生活在的高强电磁辐射环境中会产生累积效应，发展成为永久性病态，甚至危及生命［1］;电磁辐射无影无踪，易给雷达站官兵带来无形的心理压力，形成心理疾病，加上雷达站地处偏远，条件艰苦，给雷达部队拴心留人带来很大困难，在一定程度上降低了雷达部队的战斗力。

2 山地雷达站营区电磁辐射严重的原因

山地雷达站营区电磁辐射污染严重跟雷达部队的作战性质虽有必然联系，但是通过规划和建筑的手段是可以降低雷达站电磁辐射污染的。广泛分布于我国具有山地地形特征的雷达站电磁辐射超标跟我军早期营房建设观念、雷达装备更新换代以及雷达站营区功能布局有着很大的关系。

2.1 早期营房质量差，未考虑营房设施电磁辐射防护

山地雷达站自然条件恶劣，环境艰苦，分布具有“小、散、远”的特点，营区建设和管理本身存在很多的实际困难［2］。早期营区建设以满足基本住用功能为要求，营房建设的质量较差。很多建于20世纪五六十年代的营房依然在使用，这些建筑对电磁辐射几乎没有屏蔽和防护作用。

我军对于电磁辐射危害以及电磁防护材料的研究较晚，加上观念和技术上的原因，山地地区的雷达站营房建设几乎未考虑营房等设施对电磁辐射的防护问题，人员在室内外的电磁辐射程度相差不大，这也客观上加重了电磁辐射污染。

2.2 营房建设跟不上雷达装备更新速度

随着科技的进步，新型雷达不断装备部队，这些装备由于探测距离和探测精度的要求都具有大功率、高增益的特点。更新换代后的雷达依然在原有雷达阵地和营房坐落上展开，而营区规划和营房建设却跟不上装备换代要求，防护措施和防护手段落后，致使营区电磁辐射更强，污染更为严重［3］。

2.3 营房规划布局混乱，功能分区不明确

山地地区雷达站受到地形、地貌、朝向等因素的限制，一般营区地幅狭小，可用建设面积不足。因此大部分营区办公生活区和雷达阵地区距离较近，甚至相互交错，分区不明确。由于电磁辐射强度与距离的平方成反比，距离越近辐射就越严重。此外出于方便训练和维护装备的需求，雷达站官兵办公生活区也常常围绕雷达阵地布置，也客观上拉近了人员活动密集区与雷达站辐射源的距离，无形中加重了人体受到辐射伤害［4］。

3 山地雷达站防电磁辐射的规划方法

近年来对于电磁辐射污染的研究越来越受到重视，关于防电磁辐射的技术和材料研究越来越多，应用雷达站实际工程建设并取得了较好的电磁防护效果，为提升我军战斗力做出了重要贡献。与此同时还可以从营区规划的角度，在营区建设之初就对雷达站营区科学选址、合理布局，用非技术的手段，降低整个雷达站营区电磁辐射污染程度，提升整个营区的环境质量，保障雷达站官兵的身心健康。

3.1 集中建筑布局，降低雷达波直接作用于人体的几率

集中营区建筑布局就是在尊重山地场地特点及交通组织的情况下，优化组合营区建筑功能空间，把原来分散的单体建筑统筹规划，集中布置［5］。对于雷达站来说集中建筑布局能够减少营房数量，减少营区建筑所受辐射的面积;促成营区各组成要素的有序空间组合，优化交通流线，降低雷达波直接作用于人体的几率，在做好单体建筑电磁防护的基础上能够最大限度地减少人员所受电磁辐射剂量，降低电磁辐射对雷达站官兵的危害。

此外集中布局的建筑还可充分利用有限的山地建设场地，节约建设用地，因地制宜，减少建筑对山区生态环境的破坏;集中建筑布局让营区规整有序、边界清晰，便于部队集中管理和安全防卫，便于进行统一的伪装防护处理，以提高边远部队的管理水平和战时生存能力。

3.2 做好营区绿化，减少电磁辐射污染

电磁辐射源周围的土质、地貌等会直接影响电磁场强的分布状况和场强的衰减规律，突出物、高大树木对电磁波具有一定的吸收衰减作用(图1)。实验证明花草树木对电磁辐射有相当的吸收作用，10 m宽的林带可衰减2～3 dB左右［1］。因此在满足雷达装备技战术的要求下，电磁辐射较为严重的雷达站营区可多种植具有较强吸波作用的植物，能够很好地改善营区电磁辐射污染状况。

图1 绿化对雷达波的吸收衰减作用示意图

位于山地地区的雷达站一般生态环境较好，自然植被较多，在营区建设之初应注重因地制宜，保留原有植物。在主要办公生活建筑周围种植高大树木，这样既可以有效降低营区外环境中的电磁辐射强度，同时可以减少对山地生态环境的破坏，提高雷达部队的防侦察能力，增强军事伪装效果，提高雷达部队的战时生存能力。

3.3 合理选择建筑位置，利用地形遮蔽

电磁波在传播过程中遇到高大障碍物会发生反射、折射、衍射等物理现象，电磁波就会受到吸收、衰减等作用。根据电磁波的这一特性可以合理选择雷达办公生活区建筑的位置，利用地形把主要办公生活建筑挡住(如图2所示)，或者把主要办公生活建筑建成地下或者半地，如图3所示)。把营区主要办公生活建筑利用地形挡住或者遮住，利用地形障碍对电磁波的吸收和衰减作用，避免人员和建筑受到长时间、大功率的雷达波直射，减少营区电磁辐射污染，降低电磁辐射污染的危害［6－8］。

图2 地形遮挡电磁波示意图

图3 山地地下建筑示意图

利用地形对电磁波的遮挡对于地形的要求较为苛刻，山地营区建设的限制因素较多，雷达站营区可用建设面积有限，建设场地往往达不到地形遮蔽电磁波的要求，此时应做好雷达站营区营房本身的电磁辐射防护;采用地下或者半地下的建筑方式便于雷达站的伪装防护，但对山地地质条件、建筑本身的防水防潮要求较严，建设成本较高［9］。雷达站营区可将部分较为重要的建筑采用地下、半地下的构筑方式，既可提升雷达站的战时生存能力又能降低营区电磁辐射污染。

3.4 利用山地雷达盲区布局营房，降低电磁辐射

雷达盲区简而言之雷达波探测不到的区域，雷达盲区的形成有因地形遮蔽产生的盲区、地球曲率造成的盲区、雷达最小作用距离产生的盲区等多种。本文所说的雷达盲区是指因最小作用距离产生的盲区。雷达波的传播方式可以理解为类似光的直线传播，如果对其位置和发射角度加以限制，那么发射角度以外的区域是电磁波探测不到的。也就是说任何一部雷达对近距离的探测和识别都可能存在探测识别的盲区(如图4所示)［10－11］。

图4 雷达盲区示意图

可以理解在雷达最小作用距离产生的盲区内，雷达波无法探测到，即电磁波不能直接够到达这个区域。根据这个原理，可在因雷达最小作用距离产生的盲区内建设营区办公生活建筑，使营区免受或者少受电磁辐射污染的危害。

雷达的最小作用距离是可以计算的。当目标物始终处于天线发射波束内，雷达最小作用距离为

其中:C=3×108m/s(电磁波传播速度);r为发射脉冲宽度(μs);tr为收发开关恢复时间(约为0.1～0.3μs)。

当雷达天线假设较高或者目标物较低目标物可能在天线波速照射区域外，雷达最小作用距离计算可简化为

由于山地雷达站装备一般位于山顶或山脊，阵地位置相对较高，营房位置相对较低，雷达最小作用距离D可简化为式(2);同时还要对最小作用距离内的建筑高度加以限制，其高度h确定为

其中:A为零发射线与海平面的夹角，约等于雷达天线垂直半功率点波束宽度;L为营区建筑与雷达天线的中心距离;h1为建筑基底的高度;H为雷达天线的高度［10－13］，如图5所示。

图5 雷达盲区建筑高度计算示意图

结合雷达最小作用距离产生的盲区来规划建设雷达站，其主要原理就是把营区主要办公生活建筑建设在雷达直射波以下，达到改善营区电磁辐射环境的目的。

由于山地自然坡度，一般较容易实现，前提是准确确定雷达站因最小作用距离而产生的盲区的大概位置。

4 结束语

现阶段电磁辐射污染问题一直是困扰雷达部队官兵的老大难问题，深深影响了雷达部队官兵的身心健康，降低了雷达部队的战斗力。相信随着科技的进步，雷达站电磁辐射污染问题一定会得到解决，但如果在山地地区雷达站营区建设、改造之前就对雷达站电磁环境详细分析，根据山地雷达站的实际情况，科学选址、合理布局营区主要办公生活建筑，因地制宜进行规划与建设，必然能够降低雷达站营区电磁辐射污染，达到事半功倍的效果。

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(责任编辑杨继森)

Anti-electromagnetic Radiation Project of Radar Station Subcam p in M ountainous Region

XUN Ping，ZHU Ji－lei，WANG Zheng－gang，CHEN Zhen－dong
(Department of National Defense Construction Planning and Environment Engineering，College of Logistics Engineering，Chongqing 401311，China)

Electromagnetic radiation pollution has a deep influence on fighting capacity of radar units.Takingmountain radar station as the research subject，this paper analyzed the reason of excessive electromagnetic radiation in radar station，found the possibilities to reduce electromagnetic radiation pollution in camp planning ways.Four camp planning ways are proposed:First centralizing building layout in camp，lower the probabilities of electromagnetic contact;second，making use of green plants to assimilate the electromagnetic;third，choosing the building location reasonable，utilizing barriers to cover electromagnetic;forth，building camps in radar shadow produced by radarminimum detecting distance.The four planning ways are hoped to provide recommendations on radar station construction and reduce the pollution of electromagnetic radiation.

mountain radar station;electromagnetic radiation pollution;planningmethods

:A

1006－0707(2014)07－0021－04

format:XUN Ping，ZHU Ji－lei，WANG Zheng－gang，etal.Anti－electromagnetic Radiation Project of Radar Station Subcamp in Mountainous Region［J］.Journal of Sichuan Ordnance，2014(7):21－24.

本文引用格式:荀平，朱继磊，王正刚，等.山地雷达站营区防电磁辐射污染规划［J］.四川兵工学报，2014(7):21－24.

10.11809/scbgxb2014.07.007

2014－02－10

荀平(1957—)，男，硕士，教授，主要从事营区规划与景观设计研究。

TN95