盧衛東
(廣西廣播電視技術中心百色分中心)
(一)中波信號傳播模式
中波廣播的頻率范圍為526.5~1606.5kHz,頻道間隔為9kHz,從標稱載頻531kHz至1602kHz,共有120個頻道。根據這個頻段的電波傳播特性,中波發射是以地波和天波兩種方式進行傳播的。所謂地波,就是從天線輻射沿地球表面向四周傳播的電磁波。中波因其頻率較低,地波場強隨傳播距離的增加而衰減,但衰減較慢,可以形成一個穩定的區域(約幾十公里至幾百公里)。覆蓋半徑主要取決于發射機功率、頻率、極化方式、天線增益以及傳輸路徑的地導系數。
因為垂直極化的地波衰減比水平極化慢,所以中波臺都采用垂直極化方式。白天,由于能夠強烈吸收中波的電離層D層的存在,中波傳播主要以地波為主;夜間,電離層D層消失,中波天線以高仰角輻射的那部分電波將被電離層的E層反射回地面,形成所謂的天波,可以傳播幾百甚至上千公里。中波信號傳播模式示意圖見圖1。

圖1 中波信號傳播模式示意圖
(二)地網敷設
為了提高中波天線的輻射場強,可以在天線周圍的地面下敷設一個呈輻射狀的金屬地網,這樣可以減少地電流的損耗,降低接地電阻,提高天線效率。地網一般由120根Ф2~Ф3的銅線組成,每根地網長0.25~0.5λ,埋深約30cm,若地上有農作物耕種,則需在0.1λ之外將埋深增至50cm。所有地網線在鐵塔底部都要與基礎屏蔽銅皮焊接起來,按此要求敷設的地網,在一般的土壤地質條件下都可以達到電阻小于2Ω的要求,更好地滿足防雷接地的條件。
(三)天線的組成
天線由許多基本振子(又稱電偶極子或電流元)組成。基本振子是一段載有高頻電流的短導線,長度小于波長。基本振子通過交變電流后,在其附近產生交變電場,并在較遠處發生交變電場與交變磁場的互相轉化,形成電磁輻射。利用基本振子所產生的電磁場疊加即為天線產生的電磁場。若要產生有效的電磁波,則主要取決于輻射頻率、幾何形狀、增益以及電流分布等情況。
(四)單塔中波發射天線
在我國的中小功率中波臺中,常用的鐵塔有單塔、雙塔、四塔等天線。單塔天線就是一個以塔身為振子的底部饋電的垂直振子,它由鋼桅桿、底座絕緣、地網及放電球組成。單塔天線布置示意圖見圖2。
單塔天線在水平面內呈無方向性輻射,在垂直面內的0°仰角輻射最大,可以說,在水平面內的方向圖與方位角無關,它是一個圓形;而在垂直面的方向圖和振子的高度h有關,如圖3所示。

圖2 單塔天線布置示意圖

圖3 不同高度的垂直振子的垂直面方向圖
以百色二四二臺搬遷天線為例,新建天線采用中部饋電式和底部絕緣式的中波單塔天線,輻射方式為垂直極化,天線在垂直面內的大部分能量是沿地面傳播的,小部分能量以不同仰角向天空輻射。在天線鐵塔附近的高場強區,天波場強遠小于地波場強,從輻射防護的角度分析,地波場強的電磁輻射對環境影響最大。
(一)在上世紀建立的中波臺站,原臺址多數位于城市的郊區,環境影響評價并不是當時建臺的必要條件。隨著城市化的不斷發展,現臺址已逐漸處于城市的中心地帶,考慮進行臺站搬遷是解決問題的良好方案。而新建臺站則必須提供環境影響評價報告。
(二)新建中波臺站的發射設備主要有自動控制系統、信號源系統、發射機系統及天饋系統等,這些設備在設計和制造時已采取了較好的屏蔽措施,如金屬機箱和防輻射機房,經過墻體和機房門的屏蔽,對周圍環境的電磁輻射影響很小。
(三)發射機、電源、空調等設備在運行時會產生一定的噪音,在設備配置時應選擇優質的低噪聲的設備,并安裝在門窗密閉的室內。空調噪聲在出廠時已經過檢測,這些設備所產生的噪聲對環境的影響也很小。
(四)當天線發射時,經調制后的射頻電流經天線轉換為電磁波輻射出去,如果在附近的空間區域中電磁輻射場強超過國家的標準限值,就可能產生電磁輻射影響,所以電磁輻射是中波發射臺站影響周圍環境的主要因素。
(一)環評管理措施
1.制定相應的管理制度,加強設備運行維護管理,定期檢查臺站設備及附屬設施的性能,發現隱患及時采取補救措施,確保臺站運行安全。
2.設立兼職環境管理人員,負責對發射設備的運行管理進行監督。
3.中波發射鐵塔建成后,需實地測量電磁輻射的空間分布,在天線區域建設圍墻,防止無關人員進入天線區域。
(二)環評技術措施
1.在滿足天線信號強度的條件下,盡量減少天線增益。
2.個別對電磁輻射敏感的區域或個人,需要采取必要的輻射防護措施。
(三)加強電磁輻射防護管理
1.屏蔽防護:合理設計中波發射機的屏蔽體結構,將輻射影響限制在一定的范圍內,并妥善進行接地處理。
2.距離防護:電磁輻射強度隨著距離增大而減小,增大輻射源的距離可以起到有效的防護作用。
3.高度防護:根據中波臺站的電磁輻射環境保護要求,不宜在天線周圍建設超過中波天線的高大建筑,由城市規劃部門統籌管理。
4.時間防護:盡量縮短在場強值較高區域的停留時間,無關人員未經允許不能進入天線場地。
5.科學管理:合理規劃天線布局,對發射設備進行科學化管理,將電磁輻射水平減少到最低。
(一)新建臺站按“有人留守,無人值班”的方式管理,建立生活污水排水和室內外雨水處理的給排水系統,使生活污水對環境的影響可忽略不計。
(二)新建臺站通過有效屏蔽,盡量將噪聲污染降到最低。
(三)新建臺站將建設花圃、草坪、綠化帶和園林小景,種植綠色植物,保護土壤植被環境,有效防止水土流失。
(四)電磁輻射屬于能量污染,其顯著特征是隨著污染源的關閉而自動消失,臺站設備關停時沒有電磁輻射。
(五)綜上所述的新建中波臺站,一定要嚴格按照環境影響評價的要求進行建設,并符合國家產業發展的政策要求和城市發展需要,從環境評價的角度分析,基本符合國家有關電磁輻射的環境保護要求,就可以順利通過環評驗收了。