高層建筑對(duì)無(wú)線電通信的影響及對(duì)策(5頁(yè)).doc

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高層建筑對(duì)無(wú)線電通信的影響及對(duì)策(5頁(yè)).doc

1、高層建筑對(duì)無(wú)線電通信的影響及對(duì)策摘要本文對(duì)城市高層建筑對(duì)無(wú)線電通信的影響進(jìn)行了分析，供領(lǐng)導(dǎo)決策。給出了部分無(wú)線電通信的計(jì)算公式。并提供了計(jì)算實(shí)例。關(guān)鍵詞高層建筑通信影響對(duì)策一、引言由于改革開(kāi)放政策，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，城市建設(shè)日新月異。以前在城市周邊的無(wú)線電通信臺(tái)站逐漸處在了城市的中心位置。由于高層建筑越來(lái)越多，越來(lái)越高，對(duì)無(wú)線電通信的電波傳播影響已引起了相關(guān)部門(mén)的高度重視。有些建筑項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，由于沒(méi)有考慮到建筑物的高度對(duì)無(wú)線電通信線路的影響，在建到一定的高度才意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題。建筑開(kāi)發(fā)商和通信單位難免不產(chǎn)生矛盾。開(kāi)發(fā)商不愿降低高度，那樣會(huì)減少利潤(rùn)。通信單位又不愿

2、意因?yàn)楦邔咏ㄖ荒軐?duì)部隊(duì)，特別是數(shù)千公里外的邊防部隊(duì)進(jìn)行指揮通信聯(lián)絡(luò)。解決的辦法是改變規(guī)劃設(shè)計(jì)，在通信方向上不建那樣高的建筑物，或者通信臺(tái)站另選址搬家重親建站。這種矛盾很難解決。因此，在無(wú)線電通信臺(tái)站周?chē)ǜ邔咏ㄖ?guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)和相關(guān)通信單位要協(xié)商，要進(jìn)行無(wú)線通信線路的計(jì)算。無(wú)線通信臺(tái)站新建，也必須進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)量和通行線路的計(jì)算。下面給出部分無(wú)線通行線路的計(jì)算公式及方法。重點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行微波通信時(shí)，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(gè)中繼通信站，可通一百公里左右。若建在中間無(wú)阻檔的兩個(gè)山頭上，可通得更遠(yuǎn)。

3、微波、超短波通信距離計(jì)算 (在平原上)：式中：R為地球半徑，R=6370公里，h1,h2為通信兩點(diǎn)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?yàn)閮煞N通信方式電波都是直線視距通信。高層建筑會(huì)阻檔了電磁波。遠(yuǎn)距離指揮通信這兩種方式采用不多，故不重點(diǎn)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(diǎn)是：通信距離遠(yuǎn)，建站成本與通信距離無(wú)關(guān)，以廣播方式工作，便于實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接，通信容量大，能傳送的業(yè)務(wù)類(lèi)型多，性能穩(wěn)定可靠，不受地理?xiàng)l件限制，靈活機(jī)動(dòng)等特點(diǎn)。衛(wèi)星通信是現(xiàn)代化的通信手段，比其它無(wú)線電通

4、信時(shí)間晚，目前建站時(shí)，很少在城市中心建站，不是本文討論的重點(diǎn)。衛(wèi)星通信線路的計(jì)算比較復(fù)雜，此處略。另外，長(zhǎng)波通信頻率低，波長(zhǎng)長(zhǎng)，一般針對(duì)海洋潛艇通信，其通信臺(tái)站都不建在城市中心，也不討論。下面重點(diǎn)是分析討論短波無(wú)線電通信。四、無(wú)線電短波通信無(wú)線電短波通信設(shè)備簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)靈活、成本低廉，可用較小的發(fā)射功率直接進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。所以，在很長(zhǎng)一段時(shí)期中，一直是重要的通信手段，特別是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(zhǎng)時(shí)間的冷落。但由于短波通信技術(shù)的進(jìn)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(shí)作戰(zhàn)指揮通信中的“殺手锏”之一，是和平時(shí)期防暴亂、搶險(xiǎn)救災(zāi)的應(yīng)急通信手段，有時(shí)它甚至是唯一的通信手段。短波通信愈來(lái)愈受到重視。現(xiàn)有部分短波通信臺(tái)站位于城市的中心區(qū)域，其周?chē)性絹?lái)越多的高層建筑。因此，對(duì)通信方向上的通信線路必須進(jìn)行計(jì)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(huì)阻檔。但他不是遠(yuǎn)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(duì)天波的反射實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。不同高度反射層（電離層）對(duì)天波的反射，對(duì)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(jì)算。 1、計(jì)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(diǎn)的大圓弧距離（度）：cos=sinLBsinLA+cosLBcosLAcos(A-B) (1)式中：LA為A點(diǎn)的緯度LB為B點(diǎn)的緯度A為A點(diǎn)的經(jīng)度B為B點(diǎn)的經(jīng)度A、 B兩點(diǎn)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(jì)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(diǎn)的緯度LB為B點(diǎn)的緯度 C為A、B兩點(diǎn)的經(jīng)度差。求出X和Y值后，要進(jìn)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(diǎn)都在北半球。取高緯度點(diǎn)為B點(diǎn)。取低緯度點(diǎn)為A點(diǎn)。若A點(diǎn)在B點(diǎn)東面，則B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的方位角為Y。A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)的方位角為360-X。若A點(diǎn)在B點(diǎn)西面，則B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的方位角為360-Y。A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)的方位角為X。A、 B兩點(diǎn)的經(jīng)度、緯度為已知，或用GPS測(cè)得。五、計(jì)算實(shí)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(dá)到單跳通信的質(zhì)量，就要求增大機(jī)器的發(fā)射功率或天線增益。必然會(huì)增加設(shè)備費(fèi)用。發(fā)射機(jī)功

8、率加大，會(huì)降低了短波通信的隱蔽性。因此本文采用單跳通信進(jìn)行計(jì)算。應(yīng)用上述（1）至（7）公式，對(duì)某通信站周?chē)诮ǖ奈鍡潣欠康姆轿患耙?guī)劃設(shè)計(jì)的高度進(jìn)行了計(jì)算比較。若通信站到高層樓頂?shù)难鼋谴笥谟桑?）式計(jì)算所得的通信仰角，則高樓對(duì)通信電磁波有阻檔，通信距離會(huì)縮短。規(guī)劃設(shè)計(jì)的樓房總高度為100米。通過(guò)計(jì)算，在沒(méi)有高樓時(shí)，通過(guò)該通信站，對(duì)1100公里（或更遠(yuǎn)）的邊防部隊(duì)能夠正常指揮通信聯(lián)絡(luò)。多年來(lái)的實(shí)際情況也是這樣。若按上述規(guī)劃設(shè)計(jì)的樓房建成后，按設(shè)計(jì)規(guī)劃圖紙測(cè)量計(jì)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(duì)通信方向上的電磁波有阻擋。該通信站對(duì)原方向的通信距離只能達(dá)到約500公里。也就是說(shuō)，應(yīng)用短波無(wú)線電通信，不能再對(duì)原邊防線上的部隊(duì)進(jìn)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(jì)高度。結(jié)果是：按計(jì)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(ài)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(jì).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

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