GY 5054-1995 广播电视天线电磁辐射防护规范 附条文说明
中华人民共和国广播电影电视行业标准
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广播电视天线电磁辐射防护规范
’((#)$%)’*发布 ’((#)’$)$’实施
中华人民共和国广播电影电视部 发 布
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关于批准发布)广播电视天线
电磁辐射防护规范*的通知
广发计字+,--./0,1号
由广播电影电视部设计院承担编制的)广播电视天线电磁辐射防护规范*2业经我部审查2现批准为
广播电影电视行业标准2予以发布2编号为 34.5.1&,--.6自一九九五年十月一日起施行6
本规范的管理和解释工作由我部计划财...
中华人民共和国广播电影电视行业
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广播电视天线电磁辐射防护规范
’((#)$%)’*发布 ’((#)’$)$’实施
中华人民共和国广播电影电视部 发 布
!"#$#%&’((#
关于批准发布)广播电视天线
电磁辐射防护规范*的通知
广发计字+,--./0,1号
由广播电影电视部设计院承担编制的)广播电视天线电磁辐射防护规范*2业经我部审查2现批准为
广播电影电视行业标准2予以发布2编号为 34.5.1&,--.6自一九九五年十月一日起施行6
本规范的管理和解释工作由我部
财务司负责6
广 播 电 影 电 视 部
一九九五年四月十七日
7
中华人民共和国广播电影电视行业标准
广播电视天线电磁辐射防护规范
!" #$#%&’((#
中华人民共和国广播电影电视部’((#)$%)’*批准 ’((#)’$)$’实施
’ 总则
’+$+’ 对新建的广播电视天线系统,为了评价广播-电视发射天线工作时电磁辐射对外部环境所产生
的影响,有个统一的标准和计算方法,制定本规范.
’+$+/ 本规范适用于中波单塔天线,短波幕形天线和电视-调频广播天线工作时的电磁辐射,对外部环
境所产生影响的评价.
’+$+0 评价广播-电视发射天线工作时的电磁辐射对外部环境所产生的影响,除执行本规范外,尚应符
合国家现行的有关标准的规定.
/ 术语定义
/+$+’ 电抗近场区
是天线三个衍射场中紧邻天线口径的一个场区域.在此区域中,非辐射的电抗性贮能场占支配地
位,此区域的界限在距天线面 1234处51&工作波长6.
/+$+/ 辐射近区
位于天线的非辐射的电抗近场区和辐射远区之间.此区域和辐射远区的分界点在 37321处57&天
线口径的最大尺寸6.在此区域中,场矢量的角度分布与观察点到天线口径面的距离有关.此区域又称
菲涅耳区.
/+$+0 辐射远区
位于天线的辐射近区以外,一直沿伸到电波所能达到的地区.在此区域中,场矢量的角度分布与观
察点到天线口径面的距离无关.此区域又称弗朗荷费区.
0 电磁辐射导出限值
0+$+’ 电磁辐射职业照射导出限值
在每天 8小时工作时间内,电磁辐射场的场量参数在任意连续 9分钟内的平均值,应符合
:+;+<
的规定.
表 :+;+< 电磁辐射职业照射导出限值
频率范围
=5>?@6
电场强度
5A2B6
磁场强度
5C2B6
功率密度
5D2B36
;+
*** :*<%% ,
=
:*<**7 ,
=
,3;>**
7>***8)***** %;= *<*;)= %
注?9 系平面波等效值’供对照参考@
= 不作为限值’供对照参考+
!"#"! 在观测点存在一个或多个辐射体’并且每个辐射体辐射一种或几种频率的电磁辐射场时’其电
磁辐射场在任意连续 (分钟内的相对辐射值之和’应符合-)"*")1的规定+
A
B
A
C
5B’C
DB’C
E7 -)"*")1
式中?5B’CFF第 B个辐射体 C频段辐射的电磁辐射场的场量参数在任意连续 (分钟内
的平均值@
DB’CFF对应于第 B个辐射体 C频段辐射的电磁辐射场的导出限值@
5B’C
DB’C
FF第 B个辐射体 C频段辐射的电磁辐射场的相对辐射值+
!"#"G 对电磁辐射源的管理’电磁辐射的监测’监测的质量保证等’均应符合国家现行的H电磁辐射防
护规定I的规定+
G 天线电磁辐射场强
G"J 中波单塔天线电磁辐射近区场强的计算
G"J"J 中波单塔天线辐射的电磁波的辐射近区电场强度’应按公式-&"7"7F71计算+
%
KL M#MGFJNNM
!"#$%&’(’
)$%*+,
+,
-
)$%*+.
+.
$./012*34
)$%*+’
+5 6’ 278,8,9,4
(’#
:;+ 278,8,9.4
+’# <.-=; .
+,# <.-2=$34; .
+.# <.-2=-34;
>
?
@.
278,8,9&4
式中A!"99辐射近区电场强度BCDEF
*99.GDHF
399从地面算起的天线塔高度BEF
:99发射机标称功率BIF
+99对电流波腹而言的辐射电阻BJF
<99从天线塔底部中心算起与观测点之间的水平距离BEF
=99被测试天线离地高度BEF可按 ’8’’KH计算L
M8N8O 中波单塔天线辐射的电磁波的辐射近区磁场强度B应按公式278,8.4计算L
PQ#
%(’
7G<)
$%*+,-)$%*+.$./012*34)$%*+5 6’ 278,8.4
式中APQ99辐射近区磁场强度BRDEL
M8O 短波幕形天线电磁辐射近区场强的计算
M8O8N 短波幕形天线 P+SDTD3的坐标示意图见图 78.8,B天线辐射的电磁波的辐射近区电场强度B
应按公式278.8,9,4U278.8,9.4计算L
图 78.8, 短波幕形天线 P+SDTD3坐标示意图
&
VW XYXM9NZZX
!"#$%&’&(
)
*#+
(
,
-#+
./$01+*-
1+*-
2
./$013*-
14 53*-
!6#/$%&’&(
)
*#+
(
,
-#+
63
63273
8"/
9
:
;
./$01+*-
1+*-
28"2
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;
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8:@3@+/+;
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BA1 8:@3@+/%;
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34 52+;/* D
<
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8:@3@+/:;
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<
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;326327A 3
13*-# 8"2
<
:
;326327A
=
>
?
3
8:@3@+/N;
式中O!PP辐射近区电场强度GQR*S
)PP每层半波振子的数目S
,PP半波振子的层数S
0PP3TR4=?
0<<发射机标称功率&@A?
234/<<相对半波天线的增益倍数?
6<<包括馈线和调配元件的效率&B?
8<<’9&:+归一化的方向性函数?
7<<观测点到天线塔底部中心部位的水平距离&@=,
!"#"C 高架天线辐射远区范围的辐射电磁波的磁场强度&应按公式’(")"/+计算,
D.
-
AE
’(")"/+
式中;D<<辐射远区磁场强度&=F4=?
AE<<自由空间波阻抗&)GGH,
!"#"# 楼顶发射天线&辐射近区范围的辐射电磁波的电场强度&应按公式’(")")<*+计算,
-.I
J
:K
LE
/M8:N
O
P.*
QP
RP
IK’SRPTUK+V
QP
RP
IK’VSR
W
PTUKX Y+ ’(")")<*+
8:.
Z[\’S]Z[\:+VZ[\’S]+
\PO:
’(")")+
式中;I
J
:<<:方向的单位矢量?
LE<<自由空间的波阻抗&)GGH?
S<<相位常数&S./M43?
UP<<第 P个振子电流的相位&度?
QP<<第 P个振子电流的幅度&F?
RP<<观察点到第 P个振子的距离?
R^P<<观察点到第 P个振子镜像的距离?
]<<偶极子的单臂长度?
O<<被观测面天线阵的偶极子个数,
_
‘a bcb!<%ddb
! 观测点的标准高度
!"#"$ 观测中波天线辐射的电磁辐射场的场量参数时%观测点的离地标准高度%宜为 &"’(&")*+该
高度是中波近程场强接收天线的高度+
!"#", 观测短波天线辐射的电磁辐射场的场量参数时%观测点的离地标准高度应为 ’*+
!"#"- 观测电视.调频广播天线辐射的电磁辐射场的场量参数时%应从离地 /*起开始观测%每隔
/(0*观测一次%并应符合下列规定1
!"#"-"$ 当观测区域内无高层建筑时%应一直观测到 /2*为止%取观测参数的最大值作为观测点的
电磁辐射场的场量参数+
!"#"-", 当观测区域内有高层建筑时%应一直观测到 32*为止%取观测参数的最大值作为观测点的
电磁辐射场的场量参数+
附加说明1
本规范主编单位和主要起草人名单
主编单位1广播电影电视部设计院
主要起草人1潘家任.王洁澄 .周卫华
)
45 !#!67$88!
附 条文说明
广播电视天线电磁辐射防护规范
条 文 说 明
! 总则
!"#"! $电磁辐射防护规定%&’()*+,((已于 -.((年 /月 /-日发布0并于同年 1月 -日起实施2
中波3短波广播和电视3调频广播发射台是强大的电磁辐射源0当然应该遵照防护规定0采取一切措
施0使各发射台的电磁辐射符合规定要求2
$电磁辐射防护规定%是对全国产生电磁辐射污染的一切单位或个人3一切设施或设备而制定的4为
病人安排的医疗或诊断照射除外50对在不同频段时职业照射和公众照射的防护限值0测量方法及其他
主要管理项目做了具体规定2在执行该规定时0尚有许多具体问0如天线辐射近区电场强度如何计算0
居民保护范围的高度应该多高等0需要明确2本防护规范是为新建3改建或扩建广播电视发射台编制6环
境影响报告书7时0对电磁辐射场强如何计算3如何推断是否符合防护限值等提供计算公式或经验数据0
并对如何划定现有发射台的电磁辐射防护区定出准则2
8 电磁辐射导出限值
电磁辐射导出限值分为职业照射导出限值4表 /"*"-5与公众照射导出限值4表 /"*"+50两表中的数
据均引用$电磁辐射防护规定%&’()*+,((2
9 天线辐射场强
9"! 中波单塔天线辐射近区场强的计算
中波广播的发射天线绝大多数采用单塔天线0高度为 *"-:;*":<0辐射垂直极化波2天线在垂直面
内的大部分能量是沿地面传播的0小部分能量以不同仰角向天空辐射0在晚间经电离层反射后再回到地
面0称为天波2在天线塔附近的高场强地区0天波场强远小于地波场强0从辐射防护角度看0只考虑地波
场强即可2
电波辐射可能超过防护限值的距离不会超过 -<2在这个距离以内应该使用辐射近区场的计算公
式2单塔天线及其坐标见附图 -2
如图所示0假定天线电流为正弦分布0它的辐射场是可以严格导出的2辐射场中仅有 =>以及 ?@和
?A分量0计算表明水平径向分量?A和垂直分量?@相比0相差几个数量级0可以忽略不计2?@和=>的计
算公式见规范中的式4B"-"-,-534B"-"-,+534B"-"-,/5和4B"-"+52
不同高度的单塔天线的辐射电阻 C0以及在 DE-FG0AE-FH时电场强度0可查中波单塔天线辐
射效率的标准曲线2为了检验式4B"-"-,-5计算结果的准确性0把计算值和从曲线查得的理论值列表如
表 -2
)
IJ K#K9,!LLK
表 ! "#!$% !$’时单塔天线的场强 (
)*+ ,-!. ,-/ ,-/0 ,-1 ,-10 ,-2, ,-20 ,-0,
(34计算值 5*’6 ,-1,! ,-1,. ,-1!0 ,-1!7 ,-1/8 ,-117 ,-109 ,-18.
(34理论值 5*’6 ,-1,0 ,-1,. ,-1!2 ,-1/! ,-11, ,-12/ ,-107 ,-1.,
当 )在 ,-/+:,-20+之间;计算值和从曲线查得的值非常接近<在 )=,-!.+和 )>,-0+时准确度
较差;但这种高度的单塔天线实际上是很少使用的<
根据上述公式;计算了 )#,-!.+;,-1+和 ,-0+时;波长 +分别为 /,,’;1,,’;2,,’;0,,’的情
况下的 (3和 ?@值;计算结果见附图 /A1A2A0A9A8<
图中曲线的横坐标是&*+;同一的&*+值在不同波长时表示不同的距离<(3和?@的值和波长有关;
在同一钢塔高度 )*+时;波长越短;数值越大<在 &*+B,-/0时;曲线上升很快;到 &*+C,-0时;曲线变
动平缓;不同波长时的数值也逐渐接近<
考虑到实际情况;对县级和小城市广播电台常用的 )#,-!.+;"#!,$% 的天线和省级和大中城市
广播电台常用的 )#,-1+和 ,-0+;"#!0,$% 的天线的防护距离进行了计算;结果见表 /<
表 / 常用单塔天线的防护距离
条 件
防护距离
)#,-!.+;"#!,$% )#,-1和 ,-0+ "#!0,$%
职业防护 公众防护 职业防护 公众防护
(3
?@
,-,0+
,-,8+
,-!0+
,-!.+
,-!0+
,-/+
,-20+
约 ,-0+
从表 /可以看出;防护距离为磁场强度所控制<对省级广播电台而言;职业防护距离为 ,-/+<公众
防护在 ,-0+附近;但不同波长的差别较大;应用式42-!-/6计算<
上述计算的场强均为测量天线离地高度 3#,-,,0+时的值;这是考虑到实际情况和计算方便而定
出的<中波单塔天线的垂直面辐射的最大值是沿地平面的方向;离地越远;场强越小;所以不必计算不同
高度的测量点的场强<
由于辐射近区内的电磁波不是平面波;波阻抗随距离而变化<在 ,-/0+范围内变化剧烈;它的值也
因塔高的不同而不同;在 ,-10+以后变化平缓;不同塔高时的值也渐趋一致<在 !-,+以后逐渐接近于自
由空间波阻抗 188D的值<波阻抗随距离变化的状况见附图 .<
规范中仅对单塔天线辐射环境场强给出计算公式的理由如下E
双塔天线为数不多;由于定向要求不同;塔高以及馈电电流的幅度和相位都不一样;场强和距离的
关系只能个别计算<至于四塔和八塔定向天线;已建天线的辐射防护范围;可以实测决定<今后如有新
建天线;可将实测数据作为防护范围的依据<
.
FG HIHJ:KLLH
!"# 短波幕形天线辐射近区场强的计算
短波天线是利用电离层反射$以所谓%天波&方式作远距离传播的’以往仅研究服务区的场强$对辐
射近区场强是不进行计算的’但随着电磁污染引起人们重视$加之短波天线日益向强定向强功率方向发
展$天线发射主向的辐射近区场强应加以考虑以决定辐射防护区的界限’
目前强功率(强定向天线基本上都采用幕形天线 )*+,-,.$所以仅对幕形天线的辐射近区场进行
计算’其他形式天线的辐射近区场强也可以此为参考’
幕形天线 )*+,-,.及其坐标见附图 /’
天线辐射近区的电场按规范中的式01"2"3435601"2"3475计算’
幕形天线以及其他形式的短波天线的垂直面最大发射仰角89:;随服务区的距离而定$距离越
远$89:;越小’对 2<<<=9以外的地区$大致在 1>左右’辐射近区的场强也和仰角有关$在同一水平
距离处的观察点离地越高$场强越大$一直到出现最大值为止’对电磁防护而言$并不要求测出最大值$
仅要求测出在居民正常活动可能达到的高度处的场强’
计算的 )*1,1,3天线辐射近区中波长和场强的关系以及接收天线高度和场强的关系$分别见附图
3<和附图 33’
为了验算计算公式的准确性$曾在实际使用的幕形天线进行现场测试’测试了 )*1,1,3天线$?@
A<和 1<9时不同距离的场强$见附图 32和 3AB以及 )*2,2,<"7天线$?@1<9和 7<9时不同距离的
场强$见附图 31’图中除实测值外$还有相应的计算值$以此比较’天线功率 CD3<<=E’
从图中可以看出$实测值和计算值的曲线形状是相似的$实测值小于计算值’因此$根据计算值决定
防护区范围有一定的裕度$可以满足使用要求’
计算表明$在距天线发射主向约 3<<9范围内$场强波动强烈$以后成为逐渐衰减的平滑曲线’在
天线前方 3<<9范围内$通常有钢塔的拉线$天线馈线的下引线以及偏(反向开关等设备$一般均属天
线专用场地$是不允许外人进入的’应该注意的是 3<<9以外地区的场强$以定出职业和公众防护的界
限’在防护界限内虽然不宜居住$但在一定条件下可以种植庄稼’
规范中仅对幕形天线辐射环境场强给出计算公式的理由如下F
短波天线中其他型式的天线$如隙缝天线数量极少$其辐射性能可以用相近的幕形天线作为参考’
菱形天线近年来已不再作为发射天线使用’角形天线是近距离天线$最大发射仰角不小于 37>$近地面
处的场强不会很大’大致可以用 )*2,3,.天线代替$再去掉增益的差值’因此$不再给出其他形式天线
的辐射近区场强的计算公式’
!"G 电视(调频广播天线辐射场强的计算
电视(调频广播天线和中波(短波广播天线不同$它大部分安装在位于城市中心的电视塔顶部(附近
高楼林立’观察点的电磁场除了直射波外$还有从地面及其他反射而来的反射波’电场强度和磁场强度
的计算公式见规范中的式01"A"35和01"A"25’
对于近年来出现较多的H楼顶I电视发射天线$由于天线架设高度过低$居民活动区离天线较近$辐
射防护区可能就在辐射近区场的范围内$规范中的式01"A"35(01"A"25就不再适用’对于带反射偶极天
/
JK LML!NOPPL
线的辐射近区场强计算!由规范中的式"#$%$&’()给出*
+ 观察点的标准高度
+$,$- 辐射防护区的范围由场强所决定!而场强随观察点高度增加而增加得又很快!因此定出观察点
的标准高度要慎重*决定标准高度为 #.的理由是/短波天线场地附近的居民房屋一般为 (0&层1美国
之音"234)对 56678 幕形天线考虑辐射公害时!决定高度值为 &6英尺"9$(.)!其后又降为 (6英尺
"%$65.)!可作参考:&;*
参 考 文 献
($<$=>?@AB?A!CDAEF >GBH7/4AIDAAG JAKHADDEHAK CGALM??7!&AL DLHIH?A!NOPEGAQCHRRS??7
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%$王洁澄/楼顶电视发射天线述评!广播与电视技术!(UU(年第 (期!W$(UX
6(
cd +,+e’fgg+
附图 ! 单塔天线示意图
附图 " 单塔天线辐射近区电场强度和距离的关系 #$%&!’(
!!
)* +,+-./00+
附图 ! 单塔天线辐射近区电场强度和距离的关系 "#$%!&
附图 ’ 单塔天线辐射近区电场强度和距离的关系 "#$%(&
)*
+, -.-/0122-
附图 ! 单塔天线辐射近区磁场强度和距离的关系 "#$%&’(
附图 ) 单塔天线辐射近区磁场强度和距离的关系 "#$%*(
*&
+, -.-/0122-
附图 ! 单塔天线辐射近区磁场强度和距离的关系 "#$%&’
附图 ( 波阻抗 )和距离的关系
*+
,- ./.01233.
附图 ! 幕形天线 "# $%&%’示意图($)*+&)*,
附图 -. "# *%*%-天线辐射近区中+波长和场强的关系(计算值,
/-
01 232456772
附图 !! "# $%$%!天线辐射近区中&接收天线高度和场强的关系’计算值(
附图 !) "# $%$%!天线场强实测值和计算值的比较’*+,-.(
/!
01 232456772
附图 !" #$ %&%&!天线场强实测值和计算值的比较’()%*+,
附图 !% #$ -&-./天线场强实测值和计算值的比较’()%*0/*+,
1!
23 454678994
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