随着社会经济发展和城市化进程持续加快，电视广播、雷达、卫星通信等伴有电磁辐射的活动越来越频繁。电磁波的发现与应用给公众生活带来便捷的同时，也成了公众日益担忧的问题。为正确了解中波台周边的电磁辐射水平，更好地解决公众投诉、信访纠纷等问题，本文对某中波发射台周边的电磁辐射状况进行了调查监测。通过对监测数据结果的分析评价，为当地的环保监管和土地规划部门提供数据支撑。

1 材料与方法 1.1 中波天线特点

中波广播是指526.5 kHz~1 606.5 kHz频段的广播，每间隔9 kHz一个频道，一共有120个频道。中波以天波和地波两种形式传播，如图 1所示。由于中波波长较长，地波传播稳定，损耗较小，因此现在多采用地波传播。因为地面波传播采用的是垂直极化波，所以中波广播发射天线都使用垂直铁塔天线^[1-2]。

单塔中波天线就是一根有拉绳的铁塔，底部绝缘，从机房来的馈线，经调配室或调配箱后和铁塔底部相接。其大致分布如图 2所示^[3]中波广播天线绝大多数采用拉线塔，高度为0.2~0.5倍波长，辐射垂直极化波。发射塔分为单塔形式、双塔形式、四塔形式和八塔形式。单塔形式其水平面辐射是全向的。双塔形式为弱定向，四塔和八塔形式为强定向^[4]。

1.2 评价标准

国外现行的电磁辐射防护标准主要有IEEEC 95.1—2005标准和ICNIRP导则，美国、澳大利亚、加拿大、韩国采用前者，欧盟、日本采用后者^[5]。本文采用的评价标准为《电磁环境控制限制》(GB 8702—2014)^[6]，根据该中波台的发射频率，其电场场量参数的方均根值应满足E小于40(V/m)。监测方法标准参照《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2—1996)^[7]。

1.3 电磁辐射理论计算

电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两部分，远场区和近场区。近场区是紧邻天线口径的一个场区域。在近场区，电场和磁场之间的相位、幅度关系不确定。远场区(辐射远场区)位于天线近场区以外一直延伸到电波所能达到的区域。在特征上主要是平面波，电场和磁场是同相的，并且它们的幅度有一个固定的比值(E≈377H)，电场和磁场在一个垂直于传播方向的平面内彼此间成直角关系。为了预测辐射体对环境的影响，对于典型的中波发射台的发射天线在远场区的辐射场强近似按公式1)^[7]计算。

近似公式：

$ E = \frac{{300}}{d}\sqrt {P \cdot G} \cdot A({\rm{mV}}/{\rm{m}}) $

(1)

式中：

$ A = 1.41\frac{{2 + 0.3X}}{{2 + X + 0.6{X^2}}} $

(2)

$ X = \frac{{\pi d}}{\lambda }\sqrt {\frac{{{{(\varepsilon - 1)}^2} + {{(60\lambda \sigma )}^2}}}{{{\varepsilon ^2} + {{(60\lambda \sigma )}^2}}}} $

(3)

上述各式中：

d-被测位置与发射天线水平距离, km; P-发射机标称功率, kW; G-相对于接地基本振子(点源天线G=1)的天线增益(倍数)；A-地面衰减因子；X-数量距离；λ-波长, m；ε-大地的介电常数(无量纲)；σ-大地的导电系数，1/(Ω.m)。

结合该中波台的相关参数，最大发射功率P=400 kW、频率639 kHz、天线增益G≈1、大地的导电系数≈2×10^-3、大地的介电常数≈5、λ≈470 m等。

1.4 监测部分 1.4.1 监测仪器

本课题所用的测量仪器制造商为德国Narda公司，瞬时综合场强选用NBM-550型主机和EF 0391型电场探头；连续综合场强选用AMB-8057型主机和EP-4B-02型电场探头。探头各项同性，所用仪器均已校准。

1.4.2 点位布设

参考《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2—1996)标准规范的要求，根据该中波发射台周边地形地物情况，瞬时监测是以中波台为基点，西向3.0 km范围内测量其电场强度，实际测点避开高层建筑、树木、高压线，选择空旷场地进行测量。自动监测站点位于距中波台西1 200 m处18层楼房楼顶。

2 结果 2.1 理论预测与实测对比分析

中波台近场区离场源较近，是个复杂的不均匀场，故近场区电场强度不易计算，本文不做预测。利用公式1)，可计算出天线所在的远场区(3λ≈1.4 km)不同水平距离产生的电场强度值，计算结果如表 1^[3], 理论预测与实测对比如图 3所示。

2.2 时间分布特征

根据监测数据分析，在周连续监测期间，如图 4所示, 18层楼顶(垂直高度54 m)射频综合电场平均值为10.424 V/m，最大值为17.078 V/m。在日连续监测期间，如图 5所示，每日凌晨2:00~4:00监测值均接近环境本底值0.4 V/m，此时中波台关机，为停播时间段。

2.3 周围环境敏感点监测

选取距该中波台3 km范围内敏感点位监测数值如下表所示，由表 2可知，该中波台周边3 km范围综合场强值的在2.08~13.59 V/m范围内。

2.4 近5年电磁辐射变化规律

根据监测方案，从2014—2018年5年间，对该中波台东240 m，南380 m，西1 500 m三个方向选择点位进行对比分析，如图 6所示。

3 讨论

理论预测与实测对比：从图 3中可以看出，理论预测结果实测结果趋势相同，理论预测结果高于实际监测结果。这是由于理论预测计算针对平坦开阔的自由空间环境，选取的参数均为理想值，与实际情况相比偏于保守；而实际环境中自由空间是不存在的，在发射台周围的建筑物、植被会对电磁波产生吸收、反射、绕射等作用，这些作用使电场强度衰减速度高于自由空间中的衰减速度。发射台周围的地形、气候及人员活动也会加速电场强度的衰减。

时间分布：图 4为连续一周6 min平均值变化趋势图，可看出中波台信号发射以日为周期变化，每周二下午14:00~16:00的电场强度接近本底值，经分析和调查，是电台在停机检修，其他6 d均正常工作。由于中波台的昼间、夜间发射功率分别为200 kW和400 kW，所以夜间工作时段监测值明显高于昼间测值。对比夜间停机时间与昼、夜间测值，中波台夜间关机时，电场强度约为0.4 V/m，昼间的电场强度在8 V/m左右，因此可以得出该地区的电磁辐射主要受中波台的影响，其中该中波台的贡献率在95%左右。

周围敏感点：敏感点综合场强的数值随距离增加而减少，个别远点位数值比近点位数值高，是由于远点位于空旷无遮挡场地，总体而言均在标准限值40 V/m以下。

近年变化规律：如图 6所示，三个方向上，中波台周边点位电场强度数值较平稳，没有明显变化。2014和2015年在中波台西侧点位监测数值略有下降，这是由于该点位在2014—2015年间有建筑施工所致。2016年避开建筑物遮挡测量后，电场强度大致相同。

从本次对中波台周边电磁辐射水平来看，其周边3 km范围内未发现超标的监测点，未发现造成的电磁辐射污染。但是出于对公众健康、环境保护和设备安全等多方面因素考虑^[8]，提出以下建议：

① 应对该中波台定期监测，掌握其电磁辐射水平和变化规律；当地规划部门应合理规划大型电磁设施的布局，以免造成某些区域场强的叠加，电磁辐射超标^[8-10]。

② 在已设置的围墙上挂设警示牌、标语告知公众，并且加强中波台内部管理，定期进行环境电磁辐射监测和发射设备安全巡视，定期维护设备，对不利于电磁环境影响因素及时进行处理^[11]。

③ 加强对中波台周边区域公众居民电磁辐射知识的宣贯，消除公众的担心与恐慌^{[8, 12]}。