广播电视塔电磁环境影响预测浅析

【摘　要】本文对电视和调频广播的无线发射以及随之而来的电磁环境影响进行简要阐述，以江苏省内某市新建的广播电视塔为例，结合环境保护相关标准导则模拟计算广播电视塔的电磁环境影响程度，在此基础上提出减少电磁环境影响的对策和措施。

【关键词】广播电视;影响预测;模拟计算

0.引言

目前，江苏省内每个县级市都建有广播电视塔，形成了覆盖全省的广播电视无线发射网络。随着社会经济的不断发展，高层建筑不断增加，广播电视塔对周边高层建筑的电磁环境影响也日益受到关注。由于受监测条件限制，一般无法对高层建筑所在高空区域的电磁辐射水平进行直接测量，为此，本为通过模拟计算的方式，以某地级市拟新建的广播电视塔为例，来分析其对周边高空区域的电磁环境影响，并结合模拟计算结果提出相应的环保措施和对策。

1.广播电视发射系统介绍

1.1无线电波传播

无线电波指的是频率从几十Hz（甚至更低）到3000GHz左右整个频谱范围内的电磁波。发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而到达接收天线的过程，称为无线电波传播。无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。

1.2广播电视发射

调频广播信号即频率87MHz～108MHz范围内的无线电波，电视信号即频率48.5MHz～958MHz范围内的无线电波。空间波传播是指发射天线和接收天线均高架并且在直视距离以内，此时无线电波由直射和地面反射波组成相干传播，因此，接收点信号的场强为两者叠加。这种方式用于超短波和微波波段，调频广播、电视信号在可视距内的传播就是这种方式。

广播电视发射就是利用以上原理，将所需传播的信号经过一定的调制方式转化为电磁波信号，通过天线发射出去，然后经接收机接收并经过解调后还原成所需信号。在天线发射电磁波的过程中，会对周围电磁环境产生影响。

2.广播电视塔电磁环境影响模拟计算

2.1某市新建广播电视塔主要参数

某市新建广播电视塔工程包含3个调频广播发射台、4个模拟电视发射台和1个数字电视发射台。其中调频广播发射台选用双偶极子天线；模拟电视发射台和数字电视发射台天线均选用四偶极子天线。

2.2电磁环境影响模拟计算

本工程天线最大直径为3m，发射的广播电视信号最小波长为3.40m，根据近、远场判断公式：远场≥2D2/λ，因此远区场≥5.39m。本工程广播电视塔天线周围5.39m范围内除塔体之外无任何建筑物及公众活动区域，因此模拟计算的区域均属于远区场。

对于远场区超短波（电视、调频）的场强预测计算，采用《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法》（HJ/T10.2-1996）[1]中公式：

E=F(θ) （V/m） （式1）

式中：P--发射机标称功率，kW；

G--相对于半波偶极子（G=1.64）天线增益（倍数）。本塔模拟电视和数字电视天线增益均为10dBi，转化为G=6.10；调频广播天线增益为8dBi，转化为G=3.85

r--测量位置与天线水平距离，m；

θ--建筑物对天线的俯角，度；

F(θ)--天线垂直面方向性函数（由垂直方向性图得出）；

两个或两个以上频率电磁波的复合场强计算公式：

E=（式2）

式中：E——广播电视塔各频道（各频率）产生的综合电场强度；

E——各频道（各频率）在计算点处产生的电场强度；

电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为：

S=（式3）

式中：S—— 功率密度（W/m）

E—— 综合场强（V/m）

根据以上公式，结合各发射台技术参数及天线垂直方向性图，对距离广播电视塔天线中心为3.5m，10m，30m， 50m，100m，150m……500m，对地高度1.7m，10m，20m， 40m，60m，80m……200m处的电磁辐射功率密度值分别进行预测计算。

《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）[2]中规定公众照射在一天24h内，在30MHz～3000MHz频率段，环境电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足功率密度0.4W/m2的要求；《辐射环境保护管理导则--电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）[3]中规定单个项目的电磁环境影响贡献限值为《电磁辐射防护规定》中公众照射导出限值的1/5，因此本广播电视塔最周围电磁环境影响的贡献管理限值为0.08W/m2，表2中表中灰色区域即为超过贡献管理限值0.08W/m2的区域。

3.广播电视塔电磁环境影响分析及减缓措施

根据上述模拟计算结果，本广播电视塔建成投运后，其天线周围350m内，高度超过120m的区域，由本塔产生的电磁辐射功率密度可能超过标准限值要求，为本项目污染超标区域，污染超标区域外由本项目天线引起的电磁辐射功率密度将小于公众照射单个项目贡献管理限值0.08 W/m2。

由上述分析可知，对广播电视塔的电磁环境影响主要的减缓措施是距离防护[3]，不应在污染超标区域之内建设有公众活动的建筑物，同时，广播电视塔的运营维护部门也要做好日常的管理维护和定期监测工作，严格控制广播电视塔发射功率，防止功率异常增大情况的出现。

【参考文献】

［１］辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法．（HJ/T10.2-1996）．

［２］电磁辐射防护规定．（GB8702-1988）．

［３］辐射环境保护管理导则--电磁辐射环境影响评价方法与标准．（HJ/T10.3-1996）．

［４］刘文魁，庞东．电磁辐射的污染及防护与治理，北京：科学出版社，2003.10．