中波台对城市空间电磁环境的影响分析

郑玉梅

摘 要：中波台作为一种利用电磁波进行通信的大型设备，由于发射功率较高，往往会对周围的电磁环境产生较严重的干扰，尤其是与中波发射天线相邻的区域，其电场强度很容易出现超标的情况。文章通过实地布设测点并采集数据，对中波台附近区域的电磁场分布情况进行了分析。

关键词：中波台；电磁辖射；测量；理论预测

中图分类号：O441 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）32-0068-02

Abstract： As a kind of large-scale equipment which uses electromagnetic wave to communicate， the medium wave station often produces serious interference to the surrounding electromagnetic environment because of its high transmitting power， especially in the area adjacent to the medium wave transmitting antenna. The intensity of electric field is easy to exceed the standard. In this paper， the distribution of electromagnetic field in the area near the middle wave station is analyzed by setting up the measuring points and collecting the data.

Keywords： medium wave station； electromagnetic emission； measurement； theoretical prediction

中波台作为广播信号的无线传输设备，在整个广电系统起到了至关重要的作用。但当前在用的许多中波台都是始建于半个世纪以前，当时为了避免无线电信号对城市空间的电磁环境造成干扰，均选址在城市边缘地带。然而几十年过去了，城市化进程不断加快，城市面积迅速扩张，越来越多的中波电台已被纳入城市中心范围。因而给城市空间的电磁环境造成较大的影响。

1 中波台引发的问题

中波台采用电磁波进行数据传输，而电磁波在特定条件下将对人们的生活环境产生不良影响，主要表现为三点：

1.1 引发健康担忧

在现代环境保护管理体系中，电磁环境已纳入环境质量管理范畴，在信息化时代中，人们随时可以通过网络了解身边环境的电磁辐射水平，对于中波台附近的普通市民而言，由于电磁辐射的原理了解不深，通常会对电磁辐射产生严重的恐慌心态。

1.2 激化社会矛盾

在城市区域中，中波电台附近有许多人在工作、学习和生活，由于担心电磁辐射对身体健康造成影响，市民往往会不断向政府部门投诉中波台运营部门，提出取消、搬迁、改造中波台等要求，一旦政府部门不能妥善处理，极易引发社会管理矛盾。

1.3 造成规划瓶颈

城市区域的中波电台自然受到城市规划的影响，我国出台了《广播电视设施保护条例》，明确规定中波天线附近250米范围内不得开展各种建筑施工活动。这项规定使中波台附近的土地无法纳入城市规划的利用范围，白白浪费了宝贵的土地资源。

2 中波台电磁辐射机理分析

所谓电磁辐射，是指电磁波能量在空间中传播的一种物理现象。中波台是无线广播电视发射技术的核心设备，它把图像和语音信息经过调制后，通过天线以电磁波的形式向自由空间发射出去。广播电视接收终端通过天线接收空间中的电磁波，然后解调后得到原始的声音和图像信息，从而完成了广播电视业务的技术环节。因此，理论上来说，可以接收到广播电视信号的区域都存在不同程度的电磁辐射影响。高水平的电磁辐射对人体有一定的危害，同时也会对周边电子设备产生电磁干扰。强电磁环境还会影响各类电子通信系统的正常工作，使信号产生混乱而无法正常运行。

3 中波台电磁辐射测量

3.1 中波发射天线电磁辐射分析

为了研究中波发射天线对城市空间的电磁干扰程度和范围，本文对某中波台的发射天线周边进行了电磁辐射实地测量，在离中波天线不同距离处分别采集一个电场强度值，共采集500个样本进行分析，测量结果如图1所示。

由测量结果不难发现，中波发射天线附近的场强随着距离的增加而迅速衰减，这主要是空气的吸收、散射等作用造成的。在距离天线1米处的电场强度为431.4V/m，距离天线9米处的处电场强度值迅速衰减至40.1V/m，该电磁辐射水平已经可以达到国标GB8720的规定；在距离天线200米处的电场强度已衰减为2.3V/m，该电磁辐射水平已经完全满足中波频段公众曝露控制限值，也完全满足单一项目电磁福射环境影响评价标准。可见中波台的电磁辐射影响不是无限的，它仅局限在一个小范围之内，距离中波台200米及以上的人完全无需担心中波台的电磁辐射问题。

3.2 超短波发射天线电磁辐射分析

调频广播与电视天线一般安装在铁塔顶部，与中波发射塔不同的是，中波发射塔从地面至塔顶整体为中波天线。为了对高频广播和电视信号发射塔的电磁辐射特性进行研究，本文对某铁塔附近的电场强度分布进行了实地测量，結果如图2所示。

由测量结果可以看出，在发射塔的正下方，其电场强度并不是最强的，随着距离的增加，电场强度先是表现出明显的衰减趋势，到一定距离之后开始增强，随后再次出现下降的规律，此后一段距离范围内基本保持不变，最后才表现为单调下降的现象，逐渐衰减为0。在天线的发射方向上，在500米范围内的电场强度值在1～3V/m范围内浮动，总体上看表现出一定的递减趋势，图中由于几个异常点的存在，使电场强度的衰减规律变得不明显，这与管塔发射天线的结构与物理性质有关。在距离铁塔500m的位置上，空间环境中的电场强度已远远低于超短波的公众曝露控制限值12V/m。在距离铁塔230m的位置上，电场强度为1.9V/m，完全满足单一项目电磁福射环境影响评价标准。可见超短波台的电磁辐射影响也不是无限的，它仅局限在一个小范围之内，距离超短波台500米及以上的人完全无需担心超短波台电磁辐射问题。

4 中波台电磁辐射的防护分析

对于不同的场合，可以采用不同的技术措施对其电磁辐射进行防护，以减少其对保护目标的电磁干扰。

4.1 滤波法

滤波是一种对信号进行过滤的方法，对于中波台的电磁防护同样有效。从含有噪声的信号中提取有用信号成份，同时把噪声或干扰成份去除，这个过程在信号处理中就称为滤波。电磁信号在不同的应用背景下通常具有规定的频率范围，只要超出规定的频段，就可以认为是噪声，因此滤波法可以从频域入手对有用信号进行提取，是一种效果较好的抗干扰方法。

4.2 屏蔽法

屏蔽法是最直接、最简单的电磁防护方法，它通过把两个工作在不同空间的电路用金屬物隔离开来，从而防止电磁场的辐射。在实际应用中，一般采用金属壳体把保护目标进行全封闭防护，使壳体外部的电磁辐射无法进入电路内容，同时也防止了电路自身的电磁辐射发射到外部环境对其它设备造成干扰。考虑到中波发射台结构较复杂，体积和面积都较大，而且不允阻断其对外辐射电磁波，因此只能对防护目标进行屏蔽处理。

4.3 接地法

根据电磁感应定律，中波台产生的电磁场到达电路或金属部分时，在一定条件下将会产生一定的感应电流，这些感应电流是意外引入的，并非电路本身设计的，因此通常会对电路产生干扰或损坏，如果通过导致把屏蔽体本身的感应电流引入大地，则可以防止这些电流再次感应出电磁场对外辐射，这就是接地法的基本原理。例如，电子设备中的金属外壳在特定和条件下会产生电荷集中现象，通过导线把这些电荷引到大地，可以避免电击放电对设备造成的损坏。

4.4 隔离法

隔离法是指把电磁波的传播路径切断，但与屏蔽法不同的是，隔离法主要从电磁波的传输介质中入手。最有效的隔离法是改变信号的传输介质，使信号传播过程中无法产生电磁辐射。典型的方法是采用光纤通信技术替代传统的电缆通信，然后在控制电路中广泛采用光电耦合器、变压器、继电器等设备，由于光纤在传输信号过程中并不产生电磁波，也不会受到环境中电磁波的影响，因此其应用已非常普遍，是当前中波台电磁防护的主要技术措施之一。

4.5 吸收法

中波台产生的电磁波在环境中传播时，会受到一定的阻挡作用，从而使其强度逐渐减弱，如果可以人为地把这种衰减作用放大，将会大大缩小中波台对城市空间的影响。目前的方案是，根据匹配和谐振的原理选用适当的吸能材料，对电磁波进行吸收处理，把电磁波能量转化为热能，从而完成电磁波的削减。随着科技的发展，各种吸声材料已在市场上可以见到，性能也在稳步提高。当前广泛使用的电磁波吸收材料主要有石墨、铁氧体、活性炭等等。

5 结束语

中波台在工作过程中会对城市空间辐射一定的电磁波，但其影响是有限的，只要严格按照相关标准执行，市民无需过度的担忧。无线电管理部门应从管理和技术两个层面做好中波台电磁辐射的防护工作，以免对城市环境造成不良影响。

参考文献：

[1]赵玉梅.中波发射塔周围的中波电磁辐射影响及防护探讨[J].电视指南，2018（6）.

[2]杨再峰.浅析中波天线电磁环境影响[J].现代工业经济和信息化，2015（4）：32-33.

[3]刘宋磊.浅析中短波广播发射台的电磁干扰与解决方法[J].工程技术：全文版，2016（5）：284.