論移動(dòng)通信基站鐵塔的選型及設(shè)計(jì)

鄧軻

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論移動(dòng)通信基站鐵塔的選型及設(shè)計(jì)

鄧軻

北京中網(wǎng)華通設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 100070

通信技術(shù)的不斷完善優(yōu)化，使得人們的工作和生活越發(fā)離不開(kāi)移動(dòng)通信。移動(dòng)通信使用者數(shù)量不斷增加，致使無(wú)線通信頻率資源可用數(shù)量不斷減少。各個(gè)通信頻率間的聯(lián)系與自身維護(hù)間兩個(gè)方面的通信頻率不斷縮小。無(wú)線信號(hào)極易受到各種外界或者是內(nèi)部因素的影響，而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。因此，需要加大力度創(chuàng)新無(wú)線通信抗干擾性能，增強(qiáng)無(wú)線通信的穩(wěn)定性。圍繞移動(dòng)通信基站鐵塔結(jié)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)工作展開(kāi)了全面的分析研究，希望對(duì)移動(dòng)通信信號(hào)穩(wěn)定性的提升有所助益。

無(wú)線通信；抗干擾技術(shù)；性能

引言

在開(kāi)展移動(dòng)通信基站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員需要從各個(gè)方面綜合考慮。不但要關(guān)注鐵塔整體結(jié)構(gòu)，還要結(jié)合項(xiàng)目所處的環(huán)境和地理位置的特點(diǎn)，為后期的養(yǎng)護(hù)工作創(chuàng)造良好的條件，不能忽視所有相關(guān)內(nèi)容。只有這樣才能從根本上確保通信基站建成之后能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 基本框架

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的重要支撐就是移動(dòng)通信基站。基站的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。通信基站的設(shè)計(jì)包括以下三個(gè)部分：機(jī)房設(shè)計(jì)、鐵塔選型設(shè)計(jì)及天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（1）基站站房。基站站房主要包括六個(gè)方面的設(shè)備：傳輸設(shè)備、收發(fā)信設(shè)備、電源設(shè)備、環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)滅火設(shè)備及降溫空調(diào)設(shè)備。

（2）鐵塔。鐵塔主要包括六個(gè)方面的設(shè)備：防雷裝置、天線支架、塔身、輔助設(shè)備、地基基礎(chǔ)及拉線等。

（3）天線。天線主要包括三個(gè)方面的設(shè)備：天線座架、無(wú)線反射體及饋電系統(tǒng)。

2 無(wú)線通信抗干擾技術(shù)概述

2.1 無(wú)線通信效果

無(wú)線通信有很多影響因素，包括無(wú)線通信環(huán)境在內(nèi)，這個(gè)因素是非常重要的。目前，通信領(lǐng)域的無(wú)線通信環(huán)境主要包括遠(yuǎn)距離通信的環(huán)境以及多系統(tǒng)條件下的無(wú)線傳播環(huán)境。在這兩種環(huán)境中，數(shù)據(jù)信息的傳播非常復(fù)雜。

2.2 無(wú)線通信干擾因素

從無(wú)線信道的特點(diǎn)來(lái)看，它對(duì)所有無(wú)線設(shè)備都是開(kāi)放的。無(wú)線信號(hào)傳輸過(guò)程不僅存在路徑損耗，而且與地理環(huán)境也有很大關(guān)系。它容易導(dǎo)致信號(hào)散失其真實(shí)性，影響最多的還是通信質(zhì)量。無(wú)線信號(hào)從發(fā)送端到接收端的傳輸過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)大量路徑，導(dǎo)致丟失，信號(hào)本身會(huì)大大削弱。如果環(huán)境同時(shí)有山丘和樹(shù)木，信號(hào)就將進(jìn)一步受到干擾，導(dǎo)致最終信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重下降。

2.3無(wú)線通信抗干擾技術(shù)

為了解決上述問(wèn)題，通信領(lǐng)域針對(duì)遠(yuǎn)距離通信的無(wú)線傳播環(huán)境和多系統(tǒng)條件下的無(wú)線通信環(huán)境提出了具體的優(yōu)化措施，需要采用相應(yīng)的抗干擾技術(shù)來(lái)進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量信息。技術(shù)性能可以有效發(fā)揮，是確定抗干擾效應(yīng)的關(guān)鍵。鑒于此，研究和驗(yàn)證其性能是必要的。

3 基站鐵塔選型的三個(gè)依據(jù)

3.1 場(chǎng)地地質(zhì)結(jié)構(gòu)

在移動(dòng)通信基站設(shè)計(jì)工作正式開(kāi)始之前，需要安排專業(yè)人員進(jìn)入項(xiàng)目所處的地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，利用專業(yè)的測(cè)量和計(jì)算方法獲取準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)工作所需要的各項(xiàng)參數(shù)，并充分聯(lián)系鐵塔的綜合性能以及整個(gè)地區(qū)的狀況，利用專業(yè)的方法進(jìn)行鐵塔選型工作。在利用專業(yè)方法計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)的承載負(fù)荷能力時(shí)，務(wù)必要在保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上開(kāi)展各項(xiàng)工作。通信鐵塔上層結(jié)構(gòu)需要保證穩(wěn)定地將負(fù)荷傳到地基結(jié)構(gòu)中，并且在整個(gè)規(guī)程中需要保證整個(gè)鐵塔結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生任何形變。鐵塔下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以使用各種形式出現(xiàn)。如果現(xiàn)實(shí)需要，那么也可以建造連接梁拉結(jié)、抗液化處理和地腳錨栓設(shè)計(jì)。

3.2 天線掛高要求

在實(shí)施天線掛高操作的時(shí)候，需要保證高度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，但是也可以依據(jù)通信鐵塔所處地域環(huán)境適當(dāng)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，最終達(dá)到想要的效果。這都需要建立在保證線路能夠正常傳輸信息的前提下[3]。

3.3 租用場(chǎng)地面積

租用場(chǎng)地的大小與移動(dòng)通信基站鐵塔結(jié)構(gòu)的選型工作存在密切的關(guān)聯(lián)，一樣類型的鐵塔所需要的土地面積也是不盡相同的。導(dǎo)致這現(xiàn)象的原因就是各個(gè)不同類型的鐵塔所發(fā)揮的作用是不一樣的，并且能夠支撐的天線的數(shù)量也是不同的。我們?cè)谶x擇鐵塔類型的時(shí)候，還應(yīng)著重考慮一下租用場(chǎng)地的大小。

4 移動(dòng)通信基站鐵塔設(shè)計(jì)

4.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4.1.1 基礎(chǔ)形式

通信鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常都會(huì)選擇使用鋼筋混凝土獨(dú)立結(jié)構(gòu)或者是一些普通的結(jié)構(gòu)形式，其中鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)可以稱為淺基礎(chǔ)，更適合使用在地基結(jié)構(gòu)承載性能較強(qiáng)的、土壤質(zhì)量較為均衡的土地上，這樣才能保證建造結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4.1.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前

在開(kāi)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作之前，務(wù)必要安排專人實(shí)施項(xiàng)目實(shí)地勘探工作，不能沒(méi)有任何依據(jù)的情況下就開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生[1]。

4.1.3 角鋼塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)其實(shí)就是在角鋼塔四個(gè)腳的位置處都建造一個(gè)單獨(dú)的基礎(chǔ)，之后與連接梁進(jìn)行銜接。由于這項(xiàng)工作操作簡(jiǎn)單，并且花費(fèi)較小，因此受到人們的青睞。在遇到低下水位較高或者是巖石結(jié)構(gòu)在地下掩埋不深的時(shí)候，最好選用筏基結(jié)構(gòu)。對(duì)筏基結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善的方法就是將原有的結(jié)構(gòu)改變?yōu)橄涫椒せ⑶依锰畛渫寥阑蛘呤巧匙邮瘔K來(lái)取代混凝土完成配種。如果所處地區(qū)的低下水位較高或者是土壤質(zhì)量較差，那么我們可以選擇使用樁基。樁基建造雖然會(huì)增加成本，但是穩(wěn)定性非常好。

4.2 防雷設(shè)計(jì)

4.2.1 鐵塔的防雷

為了保證鐵塔結(jié)構(gòu)具備較好的防雷性能，我們需要在鐵塔頂端的平臺(tái)位置、鐵塔中部位置以及底部位置上提前留出接地孔洞，也可以將周圍的鐵塔結(jié)構(gòu)上的緊固螺栓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^長(zhǎng)的螺栓充當(dāng)接地點(diǎn)。通常鐵塔結(jié)構(gòu)都相對(duì)較高，如果兩個(gè)相鄰的接地點(diǎn)之間的間距超出了規(guī)定的范圍，那么我們需要在這兩個(gè)接地點(diǎn)之間增設(shè)一個(gè)接地點(diǎn)，這樣才能保證有效地達(dá)到防雷的效果[2]。

4.2.2 天饋線的防雷

天饋線應(yīng)盡可能地設(shè)置在鐵塔的最頂端位置，并且饋線的連接線路的各個(gè)參數(shù)都要保證與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求相一致。線路的長(zhǎng)度不能超出規(guī)定范圍。一旦超出，就需要增設(shè)一個(gè)接地點(diǎn)，這樣才能保證前期設(shè)計(jì)的效果。

5 基站鐵塔與機(jī)房形式的選擇

基站是否需要建設(shè)鐵塔，取決于移動(dòng)通信天線的掛高。當(dāng)基站所在的建筑物滿足掛高要求時(shí)，可利用屋頂設(shè)置天線抱桿，無(wú)須建塔。基站鐵塔因結(jié)構(gòu)形式不同，可分為自立塔、拉線塔（桅桿）。基站鐵塔因所建地點(diǎn)不同，有地面塔、屋頂塔之別。地面塔通常采用的塔型有角鋼塔、鋼管塔（四柱或三柱）、鋼獨(dú)管塔及拉線塔（桅桿）。角鋼塔是最普遍的塔型。它制作安裝簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)適用，應(yīng)是鐵塔建設(shè)的首選。鋼管四柱（或三柱）塔因其根開(kāi)可以做得很小（2?m左右），適用于狹窄場(chǎng)地或距建筑物較近的情況，但造價(jià)高于角鋼塔。獨(dú)管塔多用于城市風(fēng)景區(qū)或其他要求美觀的場(chǎng)所，因?yàn)楠?dú)管塔饋線引下和人員攀登都不方便，加之造價(jià)較高，僅用于特殊要求的環(huán)境。拉線塔的優(yōu)點(diǎn)是用鋼量小，但占地面積大，是否經(jīng)濟(jì)應(yīng)綜合考慮。另外拉線塔易受外力破壞，一旦拉線受損即造成倒塔。拉線塔受風(fēng)力作用還會(huì)發(fā)生擺動(dòng)和水平扭動(dòng)，采用微波傳輸?shù)幕旧饔谩?/p>

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上的闡述內(nèi)容我們總結(jié)出，通信鐵塔可以說(shuō)是一門相對(duì)獨(dú)立的科目，在實(shí)施設(shè)計(jì)工作的時(shí)候務(wù)必考慮后期的使用效果，不僅要達(dá)到前期設(shè)計(jì)需要，而且還應(yīng)達(dá)到專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計(jì)直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量、投資及周期，必須在設(shè)計(jì)時(shí)將鐵塔本身的選型、基礎(chǔ)、防雷等部分設(shè)計(jì)做好。

[1]褚先欣. 移動(dòng)通信基站鐵塔的選型及設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新通信，2013，15（20）：108-109.

[2]范瑋. 移動(dòng)通信基站鐵塔的選型及設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新通信，2012，14（14）：58-60.

[3]王培華，賈江輝. 移動(dòng)通信基站鐵塔的選型及設(shè)計(jì)[J]. 建材與裝飾，2017（42）：262-263.

Discussion on Selection and Design of Mobile Communication Base Tower

Deng Ke

ChinaComm Design and Consulting Co., Ltd., Beijing 100070

The continuous improvement and optimization of communication technology makes people’s work and life more inseparable from mobile communications. The increasing number of users of mobile communications has resulted in a continuous decrease in the number of wireless communications frequency resources available. The communication frequency between the communication frequency between each communication frequency and self-maintenance is continuously reduced. Wireless signals are highly susceptible to various external or internal factors, causing instability. Therefore, it is necessary to intensify efforts to innovate the anti-jamming performance of wireless communications and enhance the stability of wireless communications. A comprehensive analysis and research has been carried out on the selection and design of the tower structure of the mobile communication base station. It is hoped that it will be helpful to improve the stability of mobile communication signals.

wireless communication; anti-jamming technology; performance

TN929.5

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