卢卫东
(广西广播电视技术中心百色分中心)
(一)中波信号传播模式
中波广播的频率范围为526.5~1606.5kHz,频道间隔为9kHz,从标称载频531kHz至1602kHz,共有120个频道。根据这个频段的电波传播特性,中波发射是以地波和天波两种方式进行传播的。所谓地波,就是从天线辐射沿地球表面向四周传播的电磁波。中波因其频率较低,地波场强随传播距离的增加而衰减,但衰减较慢,可以形成一个稳定的区域(约几十公里至几百公里)。覆盖半径主要取决于发射机功率、频率、极化方式、天线增益以及传输路径的地导系数。
因为垂直极化的地波衰减比水平极化慢,所以中波台都采用垂直极化方式。白天,由于能够强烈吸收中波的电离层D层的存在,中波传播主要以地波为主;夜间,电离层D层消失,中波天线以高仰角辐射的那部分电波将被电离层的E层反射回地面,形成所谓的天波,可以传播几百甚至上千公里。中波信号传播模式示意图见图1。
图1 中波信号传播模式示意图
(二)地网敷设
为了提高中波天线的辐射场强,可以在天线周围的地面下敷设一个呈辐射状的金属地网,这样可以减少地电流的损耗,降低接地电阻,提高天线效率。地网一般由120根Ф2~Ф3的铜线组成,每根地网长0.25~0.5λ,埋深约30cm,若地上有农作物耕种,则需在0.1λ之外将埋深增至50cm。所有地网线在铁塔底部都要与基础屏蔽铜皮焊接起来,按此要求敷设的地网,在一般的土壤地质条件下都可以达到电阻小于2Ω的要求,更好地满足防雷接地的条件。
(三)天线的组成
天线由许多基本振子(又称电偶极子或电流元)组成。基本振子是一段载有高频电流的短导线,长度小于波长。基本振子通过交变电流后,在其附近产生交变电场,并在较远处发生交变电场与交变磁场的互相转化,形成电磁辐射。利用基本振子所产生的电磁场叠加即为天线产生的电磁场。若要产生有效的电磁波,则主要取决于辐射频率、几何形状、增益以及电流分布等情况。
(四)单塔中波发射天线
在我国的中小功率中波台中,常用的铁塔有单塔、双塔、四塔等天线。单塔天线就是一个以塔身为振子的底部馈电的垂直振子,它由钢桅杆、底座绝缘、地网及放电球组成。单塔天线布置示意图见图2。
单塔天线在水平面内呈无方向性辐射,在垂直面内的0°仰角辐射最大,可以说,在水平面内的方向图与方位角无关,它是一个圆形;而在垂直面的方向图和振子的高度h有关,如图3所示。
图2 单塔天线布置示意图
图3 不同高度的垂直振子的垂直面方向图
以百色二四二台搬迁天线为例,新建天线采用中部馈电式和底部绝缘式的中波单塔天线,辐射方式为垂直极化,天线在垂直面内的大部分能量是沿地面传播的,小部分能量以不同仰角向天空辐射。在天线铁塔附近的高场强区,天波场强远小于地波场强,从辐射防护的角度分析,地波场强的电磁辐射对环境影响最大。
(一)在上世纪建立的中波台站,原台址多数位于城市的郊区,环境影响评价并不是当时建台的必要条件。随着城市化的不断发展,现台址已逐渐处于城市的中心地带,考虑进行台站搬迁是解决问题的良好方案。而新建台站则必须提供环境影响评价报告。
(二)新建中波台站的发射设备主要有自动控制系统、信号源系统、发射机系统及天馈系统等,这些设备在设计和制造时已采取了较好的屏蔽措施,如金属机箱和防辐射机房,经过墙体和机房门的屏蔽,对周围环境的电磁辐射影响很小。
(三)发射机、电源、空调等设备在运行时会产生一定的噪音,在设备配置时应选择优质的低噪声的设备,并安装在门窗密闭的室内。空调噪声在出厂时已经过检测,这些设备所产生的噪声对环境的影响也很小。
(四)当天线发射时,经调制后的射频电流经天线转换为电磁波辐射出去,如果在附近的空间区域中电磁辐射场强超过国家的标准限值,就可能产生电磁辐射影响,所以电磁辐射是中波发射台站影响周围环境的主要因素。
(一)环评管理措施
1.制定相应的管理制度,加强设备运行维护管理,定期检查台站设备及附属设施的性能,发现隐患及时采取补救措施,确保台站运行安全。
2.设立兼职环境管理人员,负责对发射设备的运行管理进行监督。
3.中波发射铁塔建成后,需实地测量电磁辐射的空间分布,在天线区域建设围墙,防止无关人员进入天线区域。
(二)环评技术措施
1.在满足天线信号强度的条件下,尽量减少天线增益。
2.个别对电磁辐射敏感的区域或个人,需要采取必要的辐射防护措施。
(三)加强电磁辐射防护管理
1.屏蔽防护:合理设计中波发射机的屏蔽体结构,将辐射影响限制在一定的范围内,并妥善进行接地处理。
2.距离防护:电磁辐射强度随着距离增大而减小,增大辐射源的距离可以起到有效的防护作用。
3.高度防护:根据中波台站的电磁辐射环境保护要求,不宜在天线周围建设超过中波天线的高大建筑,由城市规划部门统筹管理。
4.时间防护:尽量缩短在场强值较高区域的停留时间,无关人员未经允许不能进入天线场地。
5.科学管理:合理规划天线布局,对发射设备进行科学化管理,将电磁辐射水平减少到最低。
(一)新建台站按“有人留守,无人值班”的方式管理,建立生活污水排水和室内外雨水处理的给排水系统,使生活污水对环境的影响可忽略不计。
(二)新建台站通过有效屏蔽,尽量将噪声污染降到最低。
(三)新建台站将建设花圃、草坪、绿化带和园林小景,种植绿色植物,保护土壤植被环境,有效防止水土流失。
(四)电磁辐射属于能量污染,其显著特征是随着污染源的关闭而自动消失,台站设备关停时没有电磁辐射。
(五)综上所述的新建中波台站,一定要严格按照环境影响评价的要求进行建设,并符合国家产业发展的政策要求和城市发展需要,从环境评价的角度分析,基本符合国家有关电磁辐射的环境保护要求,就可以顺利通过环评验收了。