廣播電視發(fā)射塔的電磁環(huán)境影響評價方法淺析

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影像的系統(tǒng)。從播控中心送來的的圖像和伴音信號，送入電視發(fā)射機(jī)激勵器，經(jīng)一系列信號處理，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進(jìn)行放大，放大后的信號送入雙工器進(jìn)行功率合成，最后將合成后的射頻信號送至發(fā)射天線進(jìn)行信號的無線傳送。它以無線方式傳送圖像信號和伴音信號，最終到達(dá)接收用戶。電視廣播通常由圖像信號產(chǎn)生部分、中心機(jī)房、發(fā)射機(jī)房、發(fā)射天線組成。

1 廣播電視臺基本情況

某縣廣播電視臺現(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，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 評價標(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、磁場、電磁場場量參數(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)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，對于單個項(xiàng)目的影響必須限制在控制限值的若干分之一，本次評價取場強(qiáng)限值的1/，或功率密度限值的1/5作為評價標(biāo)準(zhǔn)，即評價標(biāo)準(zhǔn)為：功率密度小于0.08W/m2，電場強(qiáng)度小于5.4V/m。

3 電磁環(huán)境影響預(yù)測

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

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)射波長范圍0.395、0.399m，經(jīng)計算該發(fā)射塔的近、遠(yuǎn)場區(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)為近場區(qū)，范圍外為遠(yuǎn)場區(qū)。

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

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

G—相對于半波偶極子（G0.5λ=1.64）的天線增益（倍數(shù)）；

r—測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)合場強(qiáng)

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

式中：E—復(fù)合場強(qiáng)（V/m）；、E1、E2…En—各個頻率所測得的場強(qiáng)（V/m）。

（3）功率密度與電場強(qiáng)度轉(zhuǎn)換公式

電場強(qiáng)度與功率密度在遠(yuǎn)場區(qū)中的換算公式：

式中：E —場強(qiáng)（V/m）；S—功率密度（W/m2）。

（4）根據(jù)GB8702-2014第4.2款評價方法，當(dāng)公眾曝露在多個頻率的電場、磁場、電磁場中時，應(yīng)綜合考慮多個頻率的電場、磁場、電磁場所致曝露，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的電場強(qiáng)度；EL,j—頻率j的電場強(qiáng)度限值（12V/m）。

4 環(huán)境影響分析

由計算結(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)境影響評價方法與標(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，通過對電視臺發(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。