侯 超赵新宇
1.2.通辽广播发射中心台突泉728发射台 内蒙古 突泉县 137500
中波调频电视广播发射台环境评价中的电磁辐射计算
侯超1赵新宇2
1.2.通辽广播发射中心台突泉728发射台内蒙古突泉县137500
本文根据《环境电磁波卫生标准》(GB 9175-1988)、《电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2—1996)给出的计算方法,对中波、调频电视广播发射台附近1Km范围内的电磁辐射强度进行计算,为广播发射台选址及环境影响评估提供参考。
中波调频电视电磁辐射计算
随着我国城市化进程的加快,城市人口规模的不断扩张,城市用地不断向郊区扩展,居民聚集区距离广播发射台越来越近。距离广播发射台多远,电磁辐射环境才是安全的。本文通过理论计算论证此问题。
我国中波广播的频率范围是 526.5KHz~ 1606.5KHz,波长范围570m~187m。《环境电磁波卫生标准》(GB 9175-1988)、《电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2-1996) 给出中波电磁辐射场强计算公式:
理论公式:
近似公式:
式中:
上述各式中:
d——被测位置与发射天线水平距离(km);
P——发射机标称功率(kW);
η——天线效率(%);
G——相对于接地基本振子(点源天线G=1)的天线增益(倍数);
F(h)——发射天线高度因子,F(h)=1~1.43;
F(Δφ)——发射天线垂直面(Δ仰角)、水平面(方位角φ)方向性函数,Δmax=0;
A——地面衰减因子;
X——数量距离;
λ——波长(m);
ε——大地的介电常数(无量纲);
σ——大地的导电系数,1/(Ω·m)。
(1.2)近似公式是:η≈1、F(h)≈1.2、F (Δφ)=1得出的,即舒来依金范德波尔公式。
不同地质ε、σ的取值见表1-1。
设地质为湿土,发射频率为1098 KHz (λ=273m),发射功率为P=10 KW,发射天线增益G=3,由公式1.2、1.3、1.4计算可得10 KW中波发射天线周围电场场强,见表1-2。
我国电视广播的频率范围是48.5 MHz~958 MHz,调频广播的频率范围是87MHz~108MHz。《环境电磁波卫生标准》 (GB 9175-1988)、《电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2-1996) 给出调频、电视电磁辐射场强计算公式:
地面类型 海水 淡水 湿土 干土 岩石ε介电常数 8 0 8 0 2 0 4 6σ导电系数 4 1 0-3 1 0-2 1 0-3 1 0-7与天线距离(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电场强度(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与天线距离(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电场强度(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——发射机标称功率(kW);
G——相对于半波偶极子(G0.5λ=1.64)天线增益(倍数);
d——测量位置与天线水平距离(km);
F(θ)——天线垂直面方向性函数(视天线型式和层数而异)。
F(θ)中,θ角与天线安装的高度、角度、测量位置与天线水平距离相关,计算比较复杂。为方便计算,取F(θ)最大值F(θ)=1,设 p=3,G=5,由公式 (2.1)计算可得3KW调频(或电视)发射天线周围电场场强,见表2:
根据《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014),中波所在频段的电场强度公众曝露限值为40v/m,调频电视所在频段的电场强度公众曝露限值为12v/m。当公众曝露在多个频率的电场中时,中波、调频和电视在频段0.1MHz~300GHz之间,其复合电场强度应满足如下要求:
式中:Ej——频率为j的电场强度;
EL,j——频率为j的电场强度限值。
即如果一个发射台有一台10 KW中波发射机,一台3KW调频(或电视)发射机,则距离两个发射天线 200m处的复合场强 (11.58/40)2+ (8.6/12)2≈0.6<1,满足电磁环境控制限值条件是安全的。
根据以上计算和分析可知,在以中波发射为主,发射总功率十几千瓦的广播发射台,其电磁辐射强度在距离发射天线几百米之外就可以恢复到国家标准规定的最高限值之下,一般不会对周围居民健康造成影响。
(1)《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014);
(2)《环境电磁波卫生标准》(GB 9175-1988);
(3)《电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2—1996);
(4)宋铮,张建华,黄冶.《天线与电波传播》[M]. 西安:西安电子科技大学出版社
审稿人:严志刚内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台正高级工程师
责任编辑:王学敏
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2096-0751(2016)04-0018-03
侯超通辽广播发射中心台突泉728发射台助理工程师
赵新宇通辽广播发射中心台突泉728发射台助理工程师