第30卷第5期2008年10月Vol.30OctoberNo.52008广东气象GuangdongMeteorology深圳新一代天气雷达电磁辐射对环境的影响张凯,梁碧玲,李新硕(深圳市气象局,广东深圳518040)摘要:根据新一代天气雷达的主要性能参数及工作原理,对新一代天气雷达的主要电磁辐射源及其辐射影响机理进行了分析,指出其电磁辐射场影响范围。结合深圳市环保监测站对深圳新一代天气雷达周围空间辐射场的实地测量数据,对照国家“电磁辐射防护规定”标准分析,认为深圳新一代天气雷达周围空间辐射场符合国家安全标准,新一代天气雷达电磁辐射对周围环境的电磁辐射影响在安全范围内。关键词:雷达工程;多普勒雷达;电磁辐射;环境影响;深圳:TP206文献标识码:B:1007-6190(2008)05-0058-02深圳新一代天气雷达位于福田区竹子林园博园东南角的山顶平台,楼高88m,雷达天线中心海拔149.1m。北侧和东侧为广深高速公路,西侧为园博园,南侧为竹子林居民区、高楼大厦等。与项目最近的高大建筑物位于项目南侧200m处,建筑物高度约为100m。天气雷达建设初期曾邀请深圳市环境科学研究所对该项目进行了环境影响分析,雷达投入运行半年后,再次邀请深圳市环保监测站进行了实地测量。本文结合实测数据,分析了深圳新一代天气雷达对周围电磁辐射场空间分布的影响。然超过雷达天线架设高度,但由于建筑物C位于电磁辐射的公众照射防护区外,因而电磁辐射不会对建筑物C造成不良影响。1天气雷达电磁辐射影响机理及保护范围1.1电磁辐射源深圳新一代天气雷达[1]为S波段多普勒气象雷达,峰值功率为750kW,向外发射窄而强的电磁波,辐射功率超过规定的可豁免电磁辐射体的等效辐射功率100W[2],属于大功率的电磁辐射源,其电磁辐射污染源是雷达天线系统和雷达发射系统。雷达天线系统包括反射器、馈电器、极化器、天线基座和射频部分。气象雷达采用定向天线进行发射与接收,发射时定向天线引导辐射能量形成波束,以提高目标方向的能量。雷达天线系统是最主要的电磁辐射源。雷达发射系统的高频设备和大功率信号放大器,会有一定的电磁泄漏;屏蔽较差或长久使用性能减弱后,也可能产生较强的电磁泄漏辐射,对雷达工作区附近环境造成电磁污染。1.2雷达电磁辐射影响机理1)根据S波段多普勒雷达的工作原理,雷达天线向大气层发射电磁波(有明显的指向性),电磁辐射影响也主要是指向大气层。雷达电磁辐射的影响区域主要是雷达天线的扫描区间。从图1可以看出,建筑物A虽然位于电磁辐射的公众照射防护区内,但由于建筑物A的高度远低于雷达天线架设高度,因而电磁辐射不会对建筑物A造成影响。建筑物B位于电磁辐射的公众照射防护区内,且建筑物B的高度超过雷达天线架设高度,因而电磁辐射会对建筑物B造成不良影响。建筑物C的高度虽图1气象雷达电磁辐射影响机理2)另一方面,气象雷达采用定向天线进行发射与接收,发射时定向天线引导辐射能量形成管状波束以提高目标方向的能量。当雷达天线以仰角0°进行扫描时,电磁辐射会对管状波束外一定距离内(垂直距离)的受体造成影响。从图2可以看出,当雷达天线以仰角为0°进行扫描时,电磁辐射会对管状波束外一定距离内(垂直距离d)的受体造成影响。即辐射危险区为管状波束外d以内,d以外地方为安全区。图2气象雷达管状波束电磁辐射影响机理1.3电磁辐射防护距离1)水平距离:关于S波段多普勒气象雷达电磁辐射的防护距离,中国气象科学研究院等部门已做了大量的研究测算,计算结果见表1所示。表1S波段多普勒气象雷达电磁辐射需保护的最大距离[3]m表3深圳天气雷达站电磁辐射场量30～3000MHz防护限值运行方式职业照射防护距离公众照射防护距离电场强度/(V·m-1)磁场强度/(A·m-1)功率密度/(W·m-1)电磁辐射场量平面位置扫描(PPI)距离高度扫描(RHI)体积扫描(VOL)需保护的最大距离13.5161.0<13.5161.067.5490.0<67.5490.0职业照射量公众照射量28120.0750.0322.00.43电磁辐射对周围环境的影响1)深圳新一代天气雷达南侧约60～180m的居民楼建筑物,海拔高度在30m以下,远低于国家规定的雷达天线管状波束安全高度,实地监测数据显示该地电场强度平均值为0.65V/m,远低于国家规定的电磁辐射场量防护限值12V/m,因此是安全的。2)位于深圳新一代天气雷达南侧200～300m处的居民楼建筑...