ein. Selbsttragende Towers (Gitter/Monopol)

Selbsttragende Türme, einschließlich Gitter- und Monopoldesigns, werden häufig für ihre Stabilität und Anpassungsfähigkeit verwendet.

• Lattice Towers: Gekennzeichnet durch dreieckige oder quadratische Querschnitte, Diese Türme bieten hohe Starrheit und tragende Kapazität, Ideal für die Montage mehrerer Antennen . Ihre breite Basis reduziert den Einfluss, Gewährleistung einer konsistenten Antennenausrichtung und Strahlungsmuster. jedoch, Ihre sperrige Struktur kann die Windlastspannung erhöhen, potenziell verändernden Antennen -Seitenspiegel .
• Monopoltürme: Einzelne Strukturen wie tubuläre oder verjüngte Monopole sind platzeffizient und ästhetisch für städtische Gebiete geeignet. Während ihr kompaktes Design das visuelle Eindringen minimiert, Begrenzter Montagemittel kann die Antennenplatzierung einschränken, Auswirkung der Richtungsabdeckung und Gewinnoptimierung .

b. Abgespannte Türme

Gulinierte Türme verlassen sich auf gespannte Kabel zur Stabilität, Ermöglichen Sie höhere Höhen bei niedrigeren Materialkosten. jedoch:

• Schwankungen und Schwingung: Guy-Drähte führen Anfälligkeit für windinduzierte Oszillationen ein, Dies kann die Antennenausrichtung destabilisieren. Dies kann die Signalkonsistenz beeinträchtigen, Besonders für Hochfrequenzbänder (z.B., 5G Amwave) präzise Sichtlinie benötigen .
• Elektromagnetische Störung (EMI): Stahlguyer -Drähte können als parasitäre Leiter fungieren, Einführung von EMI, die Antennenstrahlungsmuster verzerren oder das Geräusch erhöhen .

c. Dachmontierte Türme

Dachmontierte Strukturen (z.B., Masten oder Frameworks) sich einzigartigen Herausforderungen stellen:

• Höhenbeschränkungen: Durch Gebäudehöhe eingeschränkt, Antennen können einen reduzierten Abdeckungsradius erleiden. Beispielsweise, Ein 30 -m -Dachenturm umfasst typischerweise 1–3 km, Während sich ein 40 m+ Turm erstreckt auf 5 km .
• Strukturbelastung und Vibration: Aufbau von Resonanz und thermischer Expansion/Kontraktion kann Antennenpositionen verändern, Veränderung der Strahlungseffizienz und Polarisationsreinheit .

2. Turmhöhe und Antennenleistung

Die Turmhöhe korreliert direkt mit der Signalausbreitung und Abdeckung:

• Abdeckungsradius: Höhere Türme verlängern den Funkhorizont, Überwindung der Krümmung der Erde. Ein 305-m-Turm erreicht eine Sichtlinie von ~ 40 km, Während sich eine 3.000-m-anlastende Antenne bis zu 200 km . jedoch, Übermäßige Höhe führt aufgrund von erhöhten reflektierenden Oberflächen für den Verlust von Pfadenverlust und die Signalverzögerung ein (z.B., Gelände oder Gebäude) .
• Gewinn und Richtungsalität: Erhöhte Antennen reduzieren Bodenreflexionen und Multipath -Störungen, Verbesserung des Gewinns. Zum Beispiel, Die zunehmende Erhöhung von 0 ° auf 60 ° verbessert die Signalqualität durch 9.1 DB bei UHF -Frequenzen .
• 

3. Materialeigenschaften und dielektrische Effekte

Turmmaterialien beeinflussen die Antenneneffizienz durch Leitfähigkeit und dielektrische Verluste:

• Leitfähige Materialien: Kupfer und Aluminium minimieren Widerstandsverluste (Hautwirkung), kritisch für Hochfrequenzantennen. Eisen oder Stahl, Trotz höherer Stärke, Erhöhen Sie ohmische Verluste, Reduzierung der Strahlungseffizienz um bis zu 2.65 DB in Arrays mit niedriger Impedanz .
• Dielektrische Substrate: Türme mit Verbundwerkstoffen (z.B., Glasfaserradome) Muss die Dielektrizitätskonstante ausgleichen (e) und Verlust -Tangente (Tan & Dgr;). Hoch ε-Materialien Schrumpfantennengröße, aber feuchtigkeitsinduzierte Verluste erhöhen, während niedrige ε -Substrate (z.B., Rogers® Laminate) Bandbreite und Gewinne optimieren .

4. Umwelt- und mechanische Stressoren

ein. Windlast

Wind übt Torsion aus (K-Faktor) und seitliche Kräfte auf Türmen:

• Strukturelle Resonanz: Antennen wirken als Segel, Verstärkung der Windlast. Beispielsweise, ein 30 MPH Wind erzeugt eine ausreichende Trägheit, um schlecht verspannte Gitterabschnitte zusammenzubrechen .
• Strahlungsmusterverzerrung: Schwankungsantennen stören die Beamformierungsgenauigkeit, Steigerung der Seitenspiegel und Verringerung der Direktivität .

b. Temperaturschwankungen

Wärmeausdehnung/Kontraktion verändert die Turmgeometrie:

• Materialermüdung: Wiederholtes Wärmefahrrad schwächt die Gelenke, Fehlausrichtung verursachen. Stahltürme expandieren ~ 1,2 mm pro 10 ° C pro 100 m, potenziell verschiebende Antennen Azimut .
• Dielektrische Eigenschaften verschieben: Temperaturschwankungen verändern das Substrat ε und Tan & Dgr;, Verschluss resonante Antennen und Verengung der Bandbreite .

5. Fallstudien und Designstandards

Die Forschung beleuchtet das Zusammenspiel zwischen Turmdesign und Antennenleistung:

• TIA-222-Standards: Vergleichende Studien zeigen, dass Gittertürme unter TIA-222-G stand 15% Höhere Windbelastungen als TIA-222-H-konforme Strukturen, Sicherstellung stabiler Strahlungsmuster unter extremen Bedingungen .
• Verstärkungstechniken: Verstärkung auf Komponentenebene (z.B., Winkelabschnitt) Reduziert die Verschiebung durch 20% in nachgerichteten Türmen, Verbesserung der Antennenmontagestabilität .

6. Optimierungsstrategien

Nachteilige Auswirkungen zu mindern:

• Aerodynamisches Design: Stromlinienförmige Monopole oder abgebluste Gitterabschnitte verringern die Windlast nach 30% .
• Materialauswahl: Hohe Festigkeit, Niedrig-Verlust-Legierungen (z.B., verzinkter Stahl) Ausgleichsdauer und Leitfähigkeit .
• Dynamische Dämpfer: Tuned Massendämpfer unterdrücken Turmschwingungen, Aufrechterhaltung der Antennenausrichtung innerhalb von ± 0,5 ° während Stürmen .

Fazit

Turmstrukturen beeinflussen die Antennenleistung zutiefst durch mechanische Stabilität, Materialeigenschaften, und umweltbezogene Widerstandsfähigkeit. Optimales Design erfordert das Ausgleich der strukturellen Robustheit mit elektromagnetischer Effizienz, nach Maßstäben wie TIA-222 und Fallspezifische Simulationen geleitet. Zukünftige Trends, wie Drohnenmontage Türme , kann die Größenbeschränkungen von strukturellen Einschränkungen weiter entkoppeln, revolutionäre drahtlose Kommunikationsarchitekturen revolutionieren.