中波廣播發(fā)射天線原理與場(chǎng)區(qū)保護(hù)

宮艷峰

摘 要 本文對(duì)中波廣播發(fā)射天線原理進(jìn)行了分析，闡述了對(duì)中區(qū)天線區(qū)以及天線區(qū)周圍人身的保護(hù)，提出了具體的保護(hù)措施，希望對(duì)天線區(qū)以及其周圍人身保護(hù)有所幫助。

【關(guān)鍵詞】中波廣播發(fā)射天線 原理 場(chǎng)區(qū)保護(hù)

隨著人們生活水平的不斷提高，城市化建設(shè)步伐不斷加快，在進(jìn)行城市化建設(shè)時(shí)，很多中波發(fā)射臺(tái)從城市的邊緣區(qū)域逐漸變?yōu)槌鞘兄行膮^(qū)域，中波天線區(qū)周圍的高樓越來越多，中波廣播的傳播效率受到了非常大的影響，同時(shí)對(duì)覆蓋區(qū)的人身安全產(chǎn)生了一定的損害，需要對(duì)中波廣播發(fā)射天線的原理進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的保護(hù)措施。

1 中波廣播發(fā)射天線原理分析

中波廣播發(fā)射天線在進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射時(shí)，常常選擇垂直振子單桅桿拉線天線鐵塔形式，這種形式在底部有著良好的絕緣性，天線通過饋線以及天調(diào)網(wǎng)絡(luò)連接到鐵塔底部。地網(wǎng)為敷設(shè)狀敷設(shè)的銅網(wǎng)，通常覆蓋在鐵塔中心深度大概在0.6-1.0m深度的區(qū)域。不僅能降低大地電流的損耗，同時(shí)還能增強(qiáng)天線輻射的效率。如圖1所示。同時(shí)整個(gè)天線的信號(hào)傳輸質(zhì)量受到天線、饋線、地網(wǎng)以及天調(diào)網(wǎng)絡(luò)等指標(biāo)的影響。

1.1 天線高度

中波天線輻射場(chǎng)強(qiáng)在水平方向?yàn)閳A形，在垂直方向受到天線高度的影響。天線高度的選擇跟波長(zhǎng)有關(guān)，在進(jìn)行選擇時(shí)，通常選擇波長(zhǎng)的1/4-1/2倍。這樣的高度范圍，不僅能夠?yàn)榈孛娣?wù)區(qū)提供最大的場(chǎng)強(qiáng)，同時(shí)還能避免因?yàn)樘炀€長(zhǎng)度過高時(shí)增加高仰角敷設(shè)天線波能量的問題。中波天線高度對(duì)天線的質(zhì)量以及輻射功率起到很大的影響作用，目前中波臺(tái)在頻率1000kHz左右的頻段上選擇75m高的定型塔，在中波低頻段選擇140m左右的鐵塔。在選擇75m高定型塔時(shí)，為了保證天線有效高度，采用頂負(fù)荷天線，使天線底部的輸入阻抗增大，進(jìn)而增強(qiáng)天線輻射的效率。因?yàn)樘炀€效率可以反映出天線在進(jìn)行高頻電流轉(zhuǎn)化到電磁波能量過程的程度，屬于一項(xiàng)重要參數(shù)，以天線的輻射功率與輸入功率比來進(jìn)行確定。

1.2 地網(wǎng)

地網(wǎng)是垂直單桅桿天線系統(tǒng)中非常重要的一部分，天線的效率以及增益情況直接受到地網(wǎng)好壞的影響。中波天線輻射通過大地以及地網(wǎng)來形成電流回路，中波天線的實(shí)際增益為天線理論與效率的乘積。隨著地網(wǎng)的敷設(shè)，可以將大地的損耗降到最低。以鐵塔底部為中心的地網(wǎng)，從中心點(diǎn)以放射狀形式向周邊均勻輻射，在進(jìn)行實(shí)際的敷設(shè)時(shí)，選擇120根φ2-3mm的銅導(dǎo)線或者銅包鋼來完成，這些導(dǎo)線的長(zhǎng)度依據(jù)波形長(zhǎng)度來定，一般選擇波形長(zhǎng)度的一半。但是在一些特殊區(qū)域，比如沙漠中，受到土壤導(dǎo)電率的影響，增大了地?fù)p，減少了中波天線的實(shí)際增益。因此，在實(shí)際的敷設(shè)時(shí)，要根據(jù)土壤的實(shí)際導(dǎo)電率來定，適當(dāng)增加地網(wǎng)導(dǎo)線的數(shù)量以及長(zhǎng)度，使輻射效率得到保證。

2 中區(qū)天線區(qū)的保護(hù)

為了使中波廣播天線的覆蓋面得到有效保障，保證其正常進(jìn)行傳播，對(duì)于中波廣播天線區(qū)采取一定的保護(hù)措施來進(jìn)行保護(hù)，國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)的法律規(guī)定。在進(jìn)行城市樓房的建設(shè)時(shí)，需要與天線區(qū)保持合適的距離，中波廣播波段的波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)具備很強(qiáng)的電磁波繞射能力，有著較遠(yuǎn)的傳播距離，天線區(qū)以及周邊的高樓，會(huì)對(duì)電磁波輻射的場(chǎng)型產(chǎn)生較大的影響，降低中波傳輸過程中的繞射能力。中波無線電波在進(jìn)行傳播時(shí)通過地面波的形式來進(jìn)行，通過菲涅爾區(qū)理論可以對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行很好的解釋，以天線接收和發(fā)射點(diǎn)作為焦點(diǎn)，菲涅爾區(qū)為兩點(diǎn)圍成的橢球空間區(qū)域，因?yàn)樵摍E球區(qū)域呈狹長(zhǎng)狀，可以將橢圓的長(zhǎng)軸近似看為X軸，短軸近似看為Y軸，根據(jù)菲涅爾區(qū)理論來講，電場(chǎng)在Y軸上的傳播可以忽略，將電場(chǎng)的傳播看成是僅沿X軸進(jìn)行傳播，也就是所說的地面?zhèn)鞑ァ５孛娌ㄔ谶M(jìn)行傳播時(shí)會(huì)受到各種因素的影響，比如說地形、土壤導(dǎo)電率、距離等。天線區(qū)與建筑的距離越近，電磁波在傳播過程中受到的干擾越大，根據(jù)國(guó)家的法律規(guī)定，建筑物與天線區(qū)域之間的距離必須要大于d=250+h/sin3°，其中h為建筑物高，d為建筑物跟天線的距離。

3 天線區(qū)周圍人身的保護(hù)問題

因?yàn)樘炀€場(chǎng)區(qū)在進(jìn)行電磁波的傳輸時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康造成一定的損害，為了避免這些損害的出現(xiàn)，需要制定相應(yīng)的管理措施來保護(hù)周邊人群。通常在波長(zhǎng)的1/2倍天線場(chǎng)區(qū)，也就是大約250m范圍內(nèi)，存在著天線發(fā)射以及接收的全部電磁能，這些電磁能在電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間以及與發(fā)射源之間進(jìn)行交換。受到電荷以及高頻電流的影響，這些電磁能會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的磁場(chǎng)以及電場(chǎng)，也成為電磁感應(yīng)場(chǎng)，為電磁污染最強(qiáng)的區(qū)域。

根據(jù)國(guó)家的相關(guān)文件規(guī)定，在這一區(qū)域禁止進(jìn)行居住、施工以及建設(shè)等活動(dòng)，避免對(duì)人體健康帶來影響。同時(shí)根據(jù)環(huán)境電磁波GB9175-88的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以電磁波輻射強(qiáng)度及其頻段特性對(duì)人體可能引起潛在性不良影響的閾下值為界，將環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)分為二級(jí)。“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者），均不會(huì)受到任何有害影響的區(qū)域；新建、改建或擴(kuò)建電臺(tái)、電視臺(tái)和雷達(dá)站等發(fā)射天線，在其居民覆蓋區(qū)內(nèi)，必須符合“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”的要求。“二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作和生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者）可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域；在此區(qū)內(nèi)可建造工廠和機(jī)關(guān)，但不許建造居民住宅、學(xué)校、醫(yī)院和療養(yǎng)院等，已建造的必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

4 結(jié)論

通過對(duì)中波廣播發(fā)射天線原理的分析，需要提高對(duì)中波廣播發(fā)射天線區(qū)的保護(hù)意識(shí)，與國(guó)家的相關(guān)政策規(guī)定保持一致，使城市建設(shè)與場(chǎng)區(qū)保護(hù)之間的矛盾得到緩解，促進(jìn)城市建設(shè)進(jìn)程以及人們?nèi)罕姷纳眢w健康。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

赤峰廣播發(fā)射中心臺(tái)發(fā)射科 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市 024005