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，供領導決策。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，我國的經濟建設得了突飛猛進的發展，城市建設日新月異。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部門的高度重視。有些建筑項目在規劃設計時，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。建筑開發商和通信單位難免不產生矛盾。開發商不愿降低高度，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，特別是數千公里外的邊防部隊進行指揮通信聯絡。解決的辦法是改變規劃設計，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，規劃設計部門和相關通信單位要協商，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、衛星通信衛星通信是以人造地球衛星為中繼站的微波通信。其優點是：通信距離遠，建站成本與通信距離無關，以廣播方式工作，便于實現多址聯接，通信容量大，能傳送的業務類型多，性能穩定可靠，不受地理條件限制，靈活機動等特點。衛星通信是現代化的通信手段，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。衛星通信線路的計算比較復雜，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備簡單、機動靈活、成本低廉，可用較小的發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，特別是實現遠距離通信的主要手段。由于衛星通信的出現和發展，使短波通信受到了較長時間的冷落。但由于短波通信技術的進步，其可靠性、穩定性、通信質量與通信速率提高到新的水平。特別是短波通信介質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。是戰時作戰指揮通信中的“殺手锏”之一，是和平時期防暴亂、搶險救災的應急通信手段，有時它甚至是唯一的通信手段。短波通信愈來愈受到重視。現有部分短波通信臺站位于城市的中心區域，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，高度在6090公里。E層也只在白天出現，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點的經度B為B點的經度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和增加了電波傳播的距離，要達到單跳通信的質量，就要求增大機器的發射功率或天線增益。必然會增加設備費用。發射機功
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劃設計的高度進行了計算比較。若通信站到高層樓頂的仰角大于由（3）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。規劃設計的樓房總高度為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絡。多年來的實際情況也是這樣。若按上述規劃設計的樓房建成后，按設計規劃圖紙測量計算的某通信站到高層樓頂的仰角大于按（3）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絡。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劃設計高度。結果是：按計算結果要求，正在建的樓房降低了建設高度。 參考資料：（1） 蘇聯 .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.天線原理與設計.西北電訊工程學院出版社,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
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