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1、高層建筑對無線電通信的影響及對策 摘要 本文對城市高層建筑對無線電通信的影響進行了分析，供領(lǐng)導(dǎo)決策。給出了部分無線電通信的計算公式。并提供了計算實例。關(guān)鍵詞 高層建筑 通信 影響 對策一、引言由于改革開放政策，我國的經(jīng)濟建設(shè)得了突飛猛進的發(fā)展，城市建設(shè)日新月異。以前在城市周邊的無線電通信臺站逐漸處在了城市的中心位置。由于高層建筑越來越多，越來越高，對無線電通信的電波傳播影響已引起了相關(guān)部門的高度重視。有些建筑項目在規(guī)劃設(shè)計時，由于沒有考慮到建筑物的高度對無線電通信線路的影響，在建到一定的高度才意識到這個問題。建筑開發(fā)商和通信單位難免不產(chǎn)生矛盾。開發(fā)商不愿降低高度，那樣會減少利潤。通信單位又不愿2、意因為高層建筑不能對部隊，特別是數(shù)千公里外的邊防部隊進行指揮通信聯(lián)絡(luò)。解決的辦法是改變規(guī)劃設(shè)計，在通信方向上不建那樣高的建筑物，或者通信臺站另選址搬家重親建站。這種矛盾很難解決。因此，在無線電通信臺站周圍建高層建筑，規(guī)劃設(shè)計部門和相關(guān)通信單位要協(xié)商，要進行無線通信線路的計算。無線通信臺站新建，也必須進行電磁環(huán)境測量和通行線路的計算。下面給出部分無線通行線路的計算公式及方法。重點討論短波通信。二、微波和超短波通信微波和超短波通信都是視距通信。在平原上兩點進行微波通信時，由于地球表面是弧形的，一般通信距離為50公里左右，加一個中繼通信站，可通一百公里左右。若建在中間無阻檔的兩個山頭上，可通得更遠。3、微波、超短波通信距離計算 (在平原上)：式中：R為地球半徑，R=6370公里，h1,h2為通信兩點天線高度（單位為米）。整理后為： 超短波有一定的繞射能力，比上式通信距離大1.15倍左右. (3.571.15)=4.1055)，則取因為兩種通信方式電波都是直線視距通信。高層建筑會阻檔了電磁波。遠距離指揮通信這兩種方式采用不多，故不重點討論。三、衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是以人造地球衛(wèi)星為中繼站的微波通信。其優(yōu)點是：通信距離遠，建站成本與通信距離無關(guān)，以廣播方式工作，便于實現(xiàn)多址聯(lián)接，通信容量大，能傳送的業(yè)務(wù)類型多，性能穩(wěn)定可靠，不受地理條件限制，靈活機動等特點。衛(wèi)星通信是現(xiàn)代化的通信手段，比其它無線電通4、信時間晚，目前建站時，很少在城市中心建站，不是本文討論的重點。衛(wèi)星通信線路的計算比較復(fù)雜，此處略。另外，長波通信頻率低，波長長，一般針對海洋潛艇通信，其通信臺站都不建在城市中心，也不討論。下面重點是分析討論短波無線電通信。四、無線電短波通信無線電短波通信設(shè)備簡單、機動靈活、成本低廉，可用較小的發(fā)射功率直接進行遠距離通信。所以，在很長一段時期中，一直是重要的通信手段，特別是實現(xiàn)遠距離通信的主要手段。由于衛(wèi)星通信的出現(xiàn)和發(fā)展，使短波通信受到了較長時間的冷落。但由于短波通信技術(shù)的進步，其可靠性、穩(wěn)定性、通信質(zhì)量與通信速率提高到新的水平。特別是短波通信介質(zhì)的電離層不易遭受人為破壞。短波通信被重新確定了5、其重要的位置。是戰(zhàn)時作戰(zhàn)指揮通信中的“殺手锏”之一，是和平時期防暴亂、搶險救災(zāi)的應(yīng)急通信手段，有時它甚至是唯一的通信手段。短波通信愈來愈受到重視。現(xiàn)有部分短波通信臺站位于城市的中心區(qū)域，其周圍有越來越多的高層建筑。因此，對通信方向上的通信線路必須進行計算論證。（一）地波通信短波通信以地波方式通信，電波直線傳播，距離一般幾十公里，樓房會阻檔。但他不是遠距離指揮通信的主要手段。（二） 天波通信短波只能依靠電離層對天波的反射實現(xiàn)遠距離通信。不同高度反射層（電離層）對天波的反射，對通信的阻擋情況不同。D層僅在白天出現(xiàn)，高度在6090公里。E層也只在白天出現(xiàn)，一般高度在90130公里。上述兩反射層都不考6、慮。F層是短波的主要反射層。它又分F1層和F2層。F1層高180公里左右，僅在夏季白天存在，不考慮。F2層位于210米高度以上。按210、250、300公里高度計算。 1、計算通信距離及通信仰角公式：根據(jù)球面三角形，用余弦定理推得：A、 B兩點的大圓弧距離（度）：cos=sinLBsinLA+cosLBcosLAcos(A-B) (1)式中：LA為A點的緯度LB為B點的緯度A為A點的經(jīng)度B為B點的經(jīng)度A、 B兩點間的通信距離d:d=2R/360(公里) (2)式中：R為地球半徑（6370公里） 通信仰角： (3)式中： ， H為電離層高度R為地球半徑（6370公里） 2、 計算通信方位角公式：7、 根據(jù)球面三角形得： (4) (5) (6) (7)式中：LA為A點的緯度LB為B點的緯度 C為A、B兩點的經(jīng)度差。求出X和Y值后，要進行判斷，換算為以真北線（正北方）為基線的方位角。設(shè)通信兩點都在北半球。取高緯度點為B點。取低緯度點為A點。若A點在B點東面，則B點對A點的方位角為Y。A點對B點的方位角為360-X。若A點在B點西面，則B點對A點的方位角為360-Y。A點對B點的方位角為X。A、 B兩點的經(jīng)度、緯度為已知，或用GPS測得。五、計算實例短波雙跳通信由于增加了地面反射的次數(shù)和增加了電波傳播的距離，要達到單跳通信的質(zhì)量，就要求增大機器的發(fā)射功率或天線增益。必然會增加設(shè)備費用。發(fā)射機功8、率加大，會降低了短波通信的隱蔽性。因此本文采用單跳通信進行計算。應(yīng)用上述（1）至（7）公式，對某通信站周圍在建的五棟樓房的方位及規(guī)劃設(shè)計的高度進行了計算比較。若通信站到高層樓頂?shù)难鼋谴笥谟桑?）式計算所得的通信仰角，則高樓對通信電磁波有阻檔，通信距離會縮短。規(guī)劃設(shè)計的樓房總高度為100米。通過計算，在沒有高樓時，通過該通信站，對1100公里（或更遠）的邊防部隊能夠正常指揮通信聯(lián)絡(luò)。多年來的實際情況也是這樣。若按上述規(guī)劃設(shè)計的樓房建成后，按設(shè)計規(guī)劃圖紙測量計算的某通信站到高層樓頂?shù)难鼋谴笥诎矗?）式算得的通信仰角，即高層樓房對通信方向上的電磁波有阻擋。該通信站對原方向的通信距離只能達到約500公里。也就是說，應(yīng)用短波無線電通信，不能再對原邊防線上的部隊進行指揮通信聯(lián)絡(luò)。要嘛是該通信站另選新址搬家建新站，要嘛是正在建的樓房降低原規(guī)劃設(shè)計高度。結(jié)果是：按計算結(jié)果要求，正在建的樓房降低了建設(shè)高度。 參考資料：（1） 蘇聯(lián) .愛金保著:短波天線.人民郵電出反社,1965.5 北京. （2） 謝處方.電波與天線 (第二版).人民郵電出版社,1964.（3） 謝處方,邱文杰.天線原理與設(shè)計.西北電訊工程學(xué)院出版社,1985.(2) 總參通信部編:電波傳播與通信天線,解放軍出版社,1985.1 5