1、高层建筑对无线电通信的影响及对策胡云权 李 泽 陈文汉成都军区摘要 本文对城市高层建筑对无线电通信的影响进行了分析，供领导决策。给出了部分无线电通信的计算公式。并提供了计算实例。关键词 高层建筑 通信 影响 对策一、引言由于改革开放政策，我国的经济建设得了突飞猛进的发展，城市建设日新月异。以前在城市周边的无线电通信台站逐渐处在了城市的中心位置。由于高层建筑越来越多，越来越高，对无线电通信的电波传播影响已引起了相关部门的高度重视。有些建筑项目在规划设计时，由于没有考虑到建筑物的高度对无线电通信线路的影响，在建到一定的高度才意识到这个问题。建筑开发商和通信单位难免不产生矛盾。开发商不愿降低高度，那
2、样会减少利润。通信单位又不愿意因为高层建筑不能对部队，特别是数千公里外的边防部队进行指挥通信联络。解决的办法是改变规划设计，在通信方向上不建那样高的建筑物，或者通信台站另选址搬家重亲建站。这种矛盾很难解决。因此，在无线电通信台站周围建高层建筑，规划设计部门和相关通信单位要协商，要进行无线通信线路的计算。无线通信台站新建，也必须进行电磁环境测量和通行线路的计算。下面给出部分无线通行线路的计算公式及方法。重点讨论短波通信。二、微波和超短波通信微波和超短波通信都是视距通信。在平原上两点进行微波通信时，由于地球表面是弧形的，一般通信距离为 50 公里左右，加一个中继通信站，可通一百公里左右。若建在中间
3、无阻档的两个山头上，可通得更远。微波、超短波通信距离计算 (在平原上)： )(221hRD式中：R 为地球半径，R=6370 公里，h1,h2 为通信两点天线高度（单位为米） 。整理后为： )()(57.321公 里米米 h超短波有一定的绕射能力，比上式通信距离大 1.15 倍左右. (3.571.15)=4.1055)，则取 )()(4.122公 里米米 hD因为两种通信方式电波都是直线视距通信。高层建筑会阻档了电磁波。远距离指挥通信这两种方式采用不多，故不重点讨论。三、卫星通信卫星通信是以人造地球卫星为中继站的微波通信。其优点是：通信距离远，建站成本与通信距离无关，以广播方式工作，便于实现
4、多址联接，通信容量大，能传送的业务类型多，性能稳定可靠，不受地理条件限制，灵活机动等特点。卫星通信是现代化的通信手段，比其它无线电通信时间晚，目前建站时，很少在城市中心建站，不是本文讨论的重点。卫星通信线路的计算比较复杂，此处略。另外，长波通信频率低，波长长，一般针对海洋潜艇通信，其通信台站都不建在城市中心，也不讨论。下面重点是分析讨论短波无线电通信。四、无线电短波通信无线电短波通信设备简单、机动灵活、成本低廉，可用较小的发射功率直接进行远距离通信。所以，在很长一段时期中，一直是重要的通信手段，特别是实现远距离通信的主要手段。由于卫星通信的出现和发展，使短波通信受到了较长时间的冷落。但由于短波
5、通信技术的进步，其可靠性、稳定性、通信质量与通信速率提高到新的水平。特别是短波通信介质的电离层不易遭受人为破坏。短波通信被重新确定了其重要的位置。是战时作战指挥通信中的“杀手锏”之一，是和平时期防暴乱、抢险救灾的应急通信手段，有时它甚至是唯一的通信手段。短波通信愈来愈受到重视。现有部分短波通信台站位于城市的中心区域，其周围有越来越多的高层建筑。因此，对通信方向上的通信线路必须进行计算论证。（一）地波通信短波通信以地波方式通信，电波直线传播，距离一般几十公里，楼房会阻档。但他不是远距离指挥通信的主要手段。（二） 天波通信短波只能依靠电离层对天波的反射实现远距离通信。不同高度反射层（电离层）对天波
6、的反射，对通信的阻挡情况不同。D 层仅在白天出现，高度在 6090 公里。E 层也只在白天出现，一般高度在 90130公里。上述两反射层都不考虑。F 层是短波的主要反射层。它又分 F1 层和 F2 层。F1 层高180 公里左右，仅在夏季白天存在，不考虑。F2 层位于 210 米高度以上。按210、250、300 公里高度计算。1、计算通信距离及通信仰角公式：根据球面三角形，用余弦定理推得：A、 B 两点的大圆弧距离 （度）：cos=sinL BsinLA+cosLBcosLAcos( A- B) (1)式中：L A为 A 点的纬度LB为 B 点的纬度 A为 A 点的经度 B为 B 点的经度A
7、、 B 两点间的通信距离 d:d=2R/360(公里) (2)式中：R 为地球半径（6370 公里）通信仰角 ：(3)vtgsin)1()co式中： ， R2360.RdvH 为电离层高度R 为地球半径（6370 公里） 2、 计算通信方位角公式：根据球面三角形得：(4)2cosin2ABLCtgXYt (5)2sin2ABLCctgXYt (6)2Y(7)XX式中：L A为 A 点的纬度LB为 B 点的纬度C 为 A、B 两点的经度差。求出 X 和 Y 值后，要进行判断，换算为以真北线（正北方）为基线的方位角。设通信两点都在北半球。取高纬度点为 B 点。取低纬度点为 A 点。若 A 点在 B
8、 点东面，则 B 点对 A 点的方位角为 Y。A 点对 B 点的方位角为 360-X。若 A 点在 B 点西面，则 B 点对 A 点的方位角为 360-Y。A 点对 B 点的方位角为 X。A、 B 两点的经度、纬度为已知，或用 GPS 测得。五、计算实例短波双跳通信由于增加了地面反射的次数和增加了电波传播的距离，要达到单跳通信的质量，就要求增大机器的发射功率或天线增益。必然会增加设备费用。发射机功率加大，会降低了短波通信的隐蔽性。因此本文采用单跳通信进行计算。应用上述（1）至（7）公式，对某通信站周围在建的五栋楼房的方位及规划设计的高度进行了计算比较。若通信站到高层楼顶的仰角大于由（3）式计算
9、所得的通信仰角，则高楼对通信电磁波有阻档，通信距离会缩短。规划设计的楼房总高度为 100 米。通过计算，在没有高楼时，通过该通信站，对 1100 公里（或更远）的边防部队能够正常指挥通信联络。多年来的实际情况也是这样。若按上述规划设计的楼房建成后，按设计规划图纸测量计算的某通信站到高层楼顶的仰角大于按（3）式算得的通信仰角，即高层楼房对通信方向上的电磁波有阻挡。该通信站对原方向的通信距离只能达到约 500 公里。也就是说，应用短波无线电通信，不能再对原边防线上的部队进行指挥通信联络。要嘛是该通信站另选新址搬家建新站，要嘛是正在建的楼房降低原规划设计高度。结果是：按计算结果要求，正在建的楼房降低了建设高度。参考资料：（1） 苏联 .爱金保著:短波天线.人民邮电出反社,1965.5 北京. （2） 谢处方.电波与天线 (第二版).人民邮电出版社,1964.（3） 谢处方,邱文杰.天线原理与设计.西北电讯工程学院出版社 ,1985.(2) 总参通信部编:电波传播与通信天线,解放军出版社,1985.1联系电话：13558613886
