中波臺對城市空間電磁環境的影響分析

鄭玉梅

摘 要：中波臺作為一種利用電磁波進行通信的大型設備，由于發射功率較高，往往會對周圍的電磁環境產生較嚴重的干擾，尤其是與中波發射天線相鄰的區域，其電場強度很容易出現超標的情況。文章通過實地布設測點并采集數據，對中波臺附近區域的電磁場分布情況進行了分析。

關鍵詞：中波臺；電磁轄射；測量；理論預測

中圖分類號：O441 文獻標志碼：A 文章編號：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

中波臺作為廣播信號的無線傳輸設備，在整個廣電系統起到了至關重要的作用。但當前在用的許多中波臺都是始建于半個世紀以前，當時為了避免無線電信號對城市空間的電磁環境造成干擾，均選址在城市邊緣地帶。然而幾十年過去了，城市化進程不斷加快，城市面積迅速擴張，越來越多的中波電臺已被納入城市中心范圍。因而給城市空間的電磁環境造成較大的影響。

1 中波臺引發的問題

中波臺采用電磁波進行數據傳輸，而電磁波在特定條件下將對人們的生活環境產生不良影響，主要表現為三點：

1.1 引發健康擔憂

在現代環境保護管理體系中，電磁環境已納入環境質量管理范疇，在信息化時代中，人們隨時可以通過網絡了解身邊環境的電磁輻射水平，對于中波臺附近的普通市民而言，由于電磁輻射的原理了解不深，通常會對電磁輻射產生嚴重的恐慌心態。

1.2 激化社會矛盾

在城市區域中，中波電臺附近有許多人在工作、學習和生活，由于擔心電磁輻射對身體健康造成影響，市民往往會不斷向政府部門投訴中波臺運營部門，提出取消、搬遷、改造中波臺等要求，一旦政府部門不能妥善處理，極易引發社會管理矛盾。

1.3 造成規劃瓶頸

城市區域的中波電臺自然受到城市規劃的影響，我國出臺了《廣播電視設施保護條例》，明確規定中波天線附近250米范圍內不得開展各種建筑施工活動。這項規定使中波臺附近的土地無法納入城市規劃的利用范圍，白白浪費了寶貴的土地資源。

2 中波臺電磁輻射機理分析

所謂電磁輻射，是指電磁波能量在空間中傳播的一種物理現象。中波臺是無線廣播電視發射技術的核心設備，它把圖像和語音信息經過調制后，通過天線以電磁波的形式向自由空間發射出去。廣播電視接收終端通過天線接收空間中的電磁波，然后解調后得到原始的聲音和圖像信息，從而完成了廣播電視業務的技術環節。因此，理論上來說，可以接收到廣播電視信號的區域都存在不同程度的電磁輻射影響。高水平的電磁輻射對人體有一定的危害，同時也會對周邊電子設備產生電磁干擾。強電磁環境還會影響各類電子通信系統的正常工作，使信號產生混亂而無法正常運行。

3 中波臺電磁輻射測量

3.1 中波發射天線電磁輻射分析

為了研究中波發射天線對城市空間的電磁干擾程度和范圍，本文對某中波臺的發射天線周邊進行了電磁輻射實地測量，在離中波天線不同距離處分別采集一個電場強度值，共采集500個樣本進行分析，測量結果如圖1所示。

由測量結果不難發現，中波發射天線附近的場強隨著距離的增加而迅速衰減，這主要是空氣的吸收、散射等作用造成的。在距離天線1米處的電場強度為431.4V/m，距離天線9米處的處電場強度值迅速衰減至40.1V/m，該電磁輻射水平已經可以達到國標GB8720的規定；在距離天線200米處的電場強度已衰減為2.3V/m，該電磁輻射水平已經完全滿足中波頻段公眾曝露控制限值，也完全滿足單一項目電磁福射環境影響評價標準。可見中波臺的電磁輻射影響不是無限的，它僅局限在一個小范圍之內，距離中波臺200米及以上的人完全無需擔心中波臺的電磁輻射問題。

3.2 超短波發射天線電磁輻射分析

調頻廣播與電視天線一般安裝在鐵塔頂部，與中波發射塔不同的是，中波發射塔從地面至塔頂整體為中波天線。為了對高頻廣播和電視信號發射塔的電磁輻射特性進行研究，本文對某鐵塔附近的電場強度分布進行了實地測量，結果如圖2所示。

由測量結果可以看出，在發射塔的正下方，其電場強度并不是最強的，隨著距離的增加，電場強度先是表現出明顯的衰減趨勢，到一定距離之后開始增強，隨后再次出現下降的規律，此后一段距離范圍內基本保持不變，最后才表現為單調下降的現象，逐漸衰減為0。在天線的發射方向上，在500米范圍內的電場強度值在1～3V/m范圍內浮動，總體上看表現出一定的遞減趨勢，圖中由于幾個異常點的存在，使電場強度的衰減規律變得不明顯，這與管塔發射天線的結構與物理性質有關。在距離鐵塔500m的位置上，空間環境中的電場強度已遠遠低于超短波的公眾曝露控制限值12V/m。在距離鐵塔230m的位置上，電場強度為1.9V/m，完全滿足單一項目電磁福射環境影響評價標準。可見超短波臺的電磁輻射影響也不是無限的，它僅局限在一個小范圍之內，距離超短波臺500米及以上的人完全無需擔心超短波臺電磁輻射問題。

4 中波臺電磁輻射的防護分析

對于不同的場合，可以采用不同的技術措施對其電磁輻射進行防護，以減少其對保護目標的電磁干擾。

4.1 濾波法

濾波是一種對信號進行過濾的方法，對于中波臺的電磁防護同樣有效。從含有噪聲的信號中提取有用信號成份，同時把噪聲或干擾成份去除，這個過程在信號處理中就稱為濾波。電磁信號在不同的應用背景下通常具有規定的頻率范圍，只要超出規定的頻段，就可以認為是噪聲，因此濾波法可以從頻域入手對有用信號進行提取，是一種效果較好的抗干擾方法。

4.2 屏蔽法

屏蔽法是最直接、最簡單的電磁防護方法，它通過把兩個工作在不同空間的電路用金屬物隔離開來，從而防止電磁場的輻射。在實際應用中，一般采用金屬殼體把保護目標進行全封閉防護，使殼體外部的電磁輻射無法進入電路內容，同時也防止了電路自身的電磁輻射發射到外部環境對其它設備造成干擾。考慮到中波發射臺結構較復雜，體積和面積都較大，而且不允阻斷其對外輻射電磁波，因此只能對防護目標進行屏蔽處理。

4.3 接地法

根據電磁感應定律，中波臺產生的電磁場到達電路或金屬部分時，在一定條件下將會產生一定的感應電流，這些感應電流是意外引入的，并非電路本身設計的，因此通常會對電路產生干擾或損壞，如果通過導致把屏蔽體本身的感應電流引入大地，則可以防止這些電流再次感應出電磁場對外輻射，這就是接地法的基本原理。例如，電子設備中的金屬外殼在特定和條件下會產生電荷集中現象，通過導線把這些電荷引到大地，可以避免電擊放電對設備造成的損壞。

4.4 隔離法

隔離法是指把電磁波的傳播路徑切斷，但與屏蔽法不同的是，隔離法主要從電磁波的傳輸介質中入手。最有效的隔離法是改變信號的傳輸介質，使信號傳播過程中無法產生電磁輻射。典型的方法是采用光纖通信技術替代傳統的電纜通信，然后在控制電路中廣泛采用光電耦合器、變壓器、繼電器等設備，由于光纖在傳輸信號過程中并不產生電磁波，也不會受到環境中電磁波的影響，因此其應用已非常普遍，是當前中波臺電磁防護的主要技術措施之一。

4.5 吸收法

中波臺產生的電磁波在環境中傳播時，會受到一定的阻擋作用，從而使其強度逐漸減弱，如果可以人為地把這種衰減作用放大，將會大大縮小中波臺對城市空間的影響。目前的方案是，根據匹配和諧振的原理選用適當的吸能材料，對電磁波進行吸收處理，把電磁波能量轉化為熱能，從而完成電磁波的削減。隨著科技的發展，各種吸聲材料已在市場上可以見到，性能也在穩步提高。當前廣泛使用的電磁波吸收材料主要有石墨、鐵氧體、活性炭等等。

5 結束語

中波臺在工作過程中會對城市空間輻射一定的電磁波，但其影響是有限的，只要嚴格按照相關標準執行，市民無需過度的擔憂。無線電管理部門應從管理和技術兩個層面做好中波臺電磁輻射的防護工作，以免對城市環境造成不良影響。

參考文獻：

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