廣播電視發(fā)射塔的電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法淺析

唐文飛

（鶴壁市環(huán)境保護(hù)局 河南鶴壁 458000）

引言

廣播電視即根據(jù)人眼的視覺特性，利用光學(xué)原理及無線電原理遠(yuǎn)距離地傳送靜止圖片和活動(dòng)影像的系統(tǒng)。從播控中心送來的的圖像和伴音信號(hào)，送入電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器，經(jīng)一系列信號(hào)處理，予以校正、中頻調(diào)制和射頻變頻后，將其輸出的圖像和伴音射頻已調(diào)波分別送入圖像和伴音功放級(jí)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)送入雙工器進(jìn)行功率合成，最后將合成后的射頻信號(hào)送至發(fā)射天線進(jìn)行信號(hào)的無線傳送。它以無線方式傳送圖像信號(hào)和伴音信號(hào)，最終到達(dá)接收用戶。電視廣播通常由圖像信號(hào)產(chǎn)生部分、中心機(jī)房、發(fā)射機(jī)房、發(fā)射天線組成。

1 廣播電視臺(tái)基本情況

某縣廣播電視臺(tái)現(xiàn)有發(fā)射塔塔高115m，共發(fā)射3套廣播電視節(jié)目，總發(fā)射功率2.3kW。現(xiàn)有發(fā)射塔所處位置較高，與周邊地塊落差約20m，已影響城市的整體規(guī)劃，且現(xiàn)有臺(tái)址北側(cè)因地質(zhì)危害出現(xiàn)滑坡，造成側(cè)面圍墻懸空且有倒塌的危險(xiǎn)，為促進(jìn)該縣城市和廣播電視事業(yè)的發(fā)展，提高廣播電視節(jié)目播放能力，滿足人民群眾精神文化生活需要，將電視臺(tái)搬遷至新址。新建發(fā)射塔高115m，共發(fā)射2套電視節(jié)目，總發(fā)射功率為2kW。擬建發(fā)射塔中心頻率分別為751.25、759.25MHz，天線增益10dBi，饋線損耗2，天線饋線系統(tǒng)凈增益8dBi，實(shí)際G增益3.85倍，垂直極化，全向天線。

2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》[1（]GB8702-2014）的規(guī)定，在30~3000（MHz）頻率范圍內(nèi)，環(huán)境中電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)場(chǎng)量參數(shù)的方均根值應(yīng)滿足12V/m，0.032A/m，0.4W/m2。根據(jù)《電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，對(duì)于單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在控制限值的若干分之一，本次評(píng)價(jià)取場(chǎng)強(qiáng)限值的1/，或功率密度限值的1/5作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：功率密度小于0.08W/m2，電場(chǎng)強(qiáng)度小于5.4V/m。

3 電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)

電磁輻射源產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)分為兩部分，其中一部分電磁場(chǎng)能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性來回流動(dòng)，不向外發(fā)射，稱為感應(yīng)場(chǎng)；另一部分電磁場(chǎng)能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發(fā)射，稱為輻射場(chǎng)。一般情況下，電磁輻射根據(jù)感應(yīng)場(chǎng)和輻射場(chǎng)的不同而區(qū)分為近場(chǎng)區(qū)（感應(yīng)場(chǎng)）和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)（輻射場(chǎng)）。

項(xiàng)目天線的直徑約為1.5m，發(fā)射電磁波中心頻率為751.25、759.25MHz，發(fā)射波長(zhǎng)范圍0.395、0.399m，經(jīng)計(jì)算該發(fā)射塔的近、遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)分界距離為11.39m，即以發(fā)射天線為中心的11.39m范圍內(nèi)為近場(chǎng)區(qū)，范圍外為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。

（1）廣播電視發(fā)射臺(tái)預(yù)測(cè)模式選用《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則-電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》[2]（HJ/T10.3-1996）中規(guī)定的電視相應(yīng)波段計(jì)算公式：

式中：E—綜合場(chǎng)強(qiáng)，mV/m；P—發(fā)射機(jī)標(biāo)稱功率，kW；

G—相對(duì)于半波偶極子（G0.5λ=1.64）的天線增益（倍數(shù)）；

r—測(cè)量位置與天線空間距離，km；F(θ)—天線垂直面方

向性函數(shù)。

（2）復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)

復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率的電磁復(fù)合在一起的場(chǎng)強(qiáng)，其值為各單個(gè)頻率場(chǎng)強(qiáng)平方和的根值，可用下式表示：

式中：E—復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)（V/m）；、E1、E2…En—各個(gè)頻率所測(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)（V/m）。

（3）功率密度與電場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換公式

電場(chǎng)強(qiáng)度與功率密度在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中的換算公式：

式中：E —場(chǎng)強(qiáng)（V/m）；S—功率密度（W/m2）。

（4）根據(jù)GB8702-2014第4.2款評(píng)價(jià)方法，當(dāng)公眾曝露在多個(gè)頻率的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)中時(shí)，應(yīng)綜合考慮多個(gè)頻率的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)所致曝露，以滿足要求。在0.1MHz~300GHz之間，應(yīng)滿足以下關(guān)系式：

式中：Ej—頻率j的電場(chǎng)強(qiáng)度；EL,j—頻率j的電場(chǎng)強(qiáng)度限值（12V/m）。

4 環(huán)境影響分析

由計(jì)算結(jié)果可知，在發(fā)射塔周圍距離天線投影中心水平距離12～100m范圍內(nèi)、高度（相對(duì)于發(fā)射塔基底的高度）低于106m的區(qū)域，發(fā)射塔發(fā)射天線頻段電磁輻射功率密度的貢獻(xiàn)值低于單個(gè)項(xiàng)目控制限值0.08W/m2；在發(fā)射塔周圍距離天線投影中心水平距離0～40m范圍內(nèi)，高度（相對(duì)于發(fā)射塔基底的高度）低于108m的區(qū)域，發(fā)射塔發(fā)射天線頻段電磁輻射功率密度的貢獻(xiàn)值低于公眾曝露控制限值0.4W/m2；距發(fā)射塔水平距離100m外均可達(dá)到《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則—電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-1996）中功率密度限值0.08W/m2（即8μW/cm2）的要求；距發(fā)射塔水平距離40m外均可達(dá)到《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）中公眾曝露功率密度限值0.4W/m2（即40μW/cm2）的要求。

結(jié)語

廣播電視臺(tái)的建設(shè)能夠提高廣播電視節(jié)目播放能力，滿足人民群眾精神文化生活需要，通過對(duì)電視臺(tái)發(fā)射塔周圍的電磁輻射功率密度進(jìn)行估算，能夠掌握其正常運(yùn)行后對(duì)周邊環(huán)境的電磁影響范圍及程度，合理調(diào)整周圍建筑物的高度，為同類電磁輻射項(xiàng)目電磁輻射水平估算提供科學(xué)依據(jù)，保障公眾的輻射環(huán)境安全。