附 录 A K>2 Bz&)
(资料性附录) ukee.:{
场强的估算 .Ax]SNZ+:A
A.1 远区场场强估算 5W_Rg:J{P
为了估算辐射体对环境的影响,对于典型的中波、短波、超短波发射台站的发射天线在环境中辐射场强按(A.1)式至(A.6)计算。对正方形、圆口面微波天线在环境中辐射场功率密度按(A.7)式计算: o7fJ@3B/
A.1.1 中波(垂直极化波) eC$ Jdf
理论公式:
t "[2^2G
………………………………… (A.1) D;oX*`
近似公式: CDG,l7
…………………………………(A.2) 6L&_(/{Uw
其中 …………………………………(A.3) \hqjk:o
…………………………………(A.4) ZcrFzi
式中: y-a3
r——被测位置与发射天线中心的距离; a~Y`N73/c
P——发射机标称功率; :sJQ r._L
η——天线效率; 8/ PS#dM\
G——相对于基本振子(点源天线G=1)的天线增益; yz^Rm2$f9
F(h) ——发射天线高度因子,F(h)=1~1.43; q3/ 0xN+?
——发射天线垂直(Δ仰角)、水平面(方位角 )方向性函数; tE;c>=>t
A——地面衰减因子; h=MEQ-3jg
X——数量距离; 9%^O-8!
λ——波长; v1\/ dQK
ε——大地的介电常数; fsUZG
6
σ——大地的导电率。 z--Y
(A.2)近似公式是:η≈1、F(h)≈1.2、 =1得出的,即舒来依金-范德波尔公式。 Q4F&#^02y
A.1.2 短波(水平极化波) D7v_<
短波(水平极化波)场强计算公式同(A.2)、(A.3),但水平极化波的X按(A.5)计算。 yUEvva
公式中的符号意义同前。 j. mla
…………………………………(A.5) #X qnH
A.1.3 超短波(电视、调频) _[$,WuG1
…………………………………(A.6) :?SD#Vvrh.
式中: V{n7KhN~Y!
P——发射机标称功率; O9_SVXWVw
G——相对于半波偶极子(G0.5λ=1.64)天线增益 ; d8K|uEHVz
r——测量位置与天线中心的距离; 1h?QEZ,6a
F(θ) ——天线垂直面方向性函数(视天线形式和层数而异)。 d:=Z<Y?d/
A.1.4 微波 r*9*xZ>8u
在距天线距离大于2D2/λ(其中D为辐射体天线的最大孔径尺寸,λ为相应频率的波长)
@W-0ybv
的远场区,天线向外辐射的功率密度值S由下式计算: 2@Oz _?O=
………………………………………(A.7) Sg*+!
式中: &z@}9U*6b
P——天线的发射功率; oSIP{lfp2Q
G——天线增益; k~)@D|
?
F(f,q)——天线的方向性函数,f、q是极坐标的仰角和水平角度; 2S-f5&o
r——测量点距天线的距离。 & H8 %
式(A.7)是自由空间传输公式,如果考虑到反射系数,则(A.7)式还需乘上一个系数g,在100%反射情况下,(例如在一个全平面的良导体上反射)电场强度E的值可以加倍,而功率密度可以加4倍,因此g的取值可以是1~4,一般为2.56。 A?ho<@^
所以有: ~RLWr.pK
………………………………………(A.8) #}l$<7ZU
如果给定离开天线的距离、发射功率和天线的增益函数,则可以计算出远区场任何一点无阻挡地区的功率密度。 =J|jCK[r
A.2 近场区场强估算 31UxYBY
对于近场区场强,很难用理论公式计算,最直接的方法是测量,以下仅是对近场区场强的估算。 ;e.8EL
a) 蜂窝基站线性天线近场区场强估算 O p1TsRm5L
对于蜂窝基站的线性天线,其近场区功率密度可以用一个圆柱体模型来描述,在此模型中,能量假设都均匀分布于一个和天线等高的圆柱体表面,则功率密度为: 6lT< l zT
………………………………………(A.9) c91^7@Xv
式中: M
V2$0
P ——天线的输入功率; R !yh0y}Z
r ——场点距天线的距离。 P(DEf
(
b) 口面天线近场区场强估算 ||fw!8E
Smax=4PT/A ………………………………………(A.10) )B+R|PZ,
式中: 'J3yJ{
Smax——近场区场强最大值; v\CBw"
4PT——馈入天线的净功率; wEwRW
A——天线的实际几何面积。 dNY'uv&Y
上式中给出的预测值具有<±3dB的精度。 _KKux3a
A.3 扫描天线功率密度的修正 U<;{_!]
对于处于运动中的扫描天线,功率密度可由下式估算: ,A7:zxnc.V
……………………………………(A.11) >N 2kWSa
式中: l)o!&]2
Sm——运动中天线的功率密度;
`xHpL8i$5
——天线旋转衰减因子; W1<*9
O
S——固定天线的功率密度。 GM9[ 0+u;
远场区天线旋转衰减因子为: u{&=$[;
=[3dB(半功率)波束宽度]/扫描角度 ………………………(A.12) EtPB_!
+
近场区天线旋转衰减因子为: |v@_~HV
=L/dφ …………………………………(A.13) r>|S4O
式中: x9\
{a
L ——扫描平面内天线尺寸; l l*g *zt3
dφ ——给定距离上天线扫描扇区的圆周,如图A.1。 ewN|">
WXQ
L FZ<6 kk4
d t4d/%b~{:U
天线 5uSg]2:
扫描角度φ 9Z=hg[`]<
dφ ~2XGw9`J2
Pq35w#`!
jt323hHth
图A.1 近区场的旋转衰减因子 oa7 N6
A.4 复合场强 yGWl8\,j0
复合场强为两个或两个以上频率的电磁波复合在一起的场强,其值为各单个频率场强平方和的根值,可以用下式表示: 9"1=um=
d/*EuJYin<
…………………………………(A.14) 6rG7/
式中: e*(
_Cvxp
——复合场强; CnY dj~
、 …… ——单个频率的场强值。 w8>bct3@
A.5 计量单位的换算 [vY)y\W{
电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为: Z,XivU&
…………………………………(A.15) hiR+cPSF
式中: MD> E0p)
S——功率密度; ;%u)~3B$JK
——电场强度。 )OGO
wStz
磁场强度与功率密度在远区场中的换算公式为: <lPHeO<^]
…………………………………(A.16) 2b#>~
式中: U.WMu%
S——功率密度; [vCZD8"Y8
H——磁场强度。 qRZLv7X*j
A.6 三方向测量取和公式 r3Ih]|FK#
…………………………………(A.17) ."v&?o
Ck]
式中: 3Q+THg3~?
——场强值; 04z2
gAo
——X方向的场强值; z* :.maq
——Y方向的场强值; &T-udgR9
——Z方向的场强值; a,p7l$kK
`\S~;O