a. برج خود حمایت (مشبک/انحصاری)

برج خود حمایت, از جمله طرح های مشبک و انحصاری, به طور گسترده ای برای ثبات و سازگاری آنها استفاده می شود.

• برج شبکه: با مقطع مثلثی یا مربعی مشخص می شود, این برجها با استحکام بالا و ظرفیت تحمل بالایی دارند, ایده آل برای نصب چندین آنتن . پایه گسترده آنها نوسان را کاهش می دهد, تضمین هم ترازی آنتن و الگوهای تابش. با این حال, ساختار حجیم آنها ممکن است استرس بار باد را افزایش دهد, سطح بالقوه آنتن را تغییر می دهد .
• برج های تک قطبی: سازه های تک قطبی مانند تک قطبی های لوله ای یا مخروطی از نظر فضا و از نظر زیبایی برای مناطق شهری مناسب هستند. در حالی که طراحی جمع و جور آنها باعث نفوذ بصری می شود, فضای نصب محدود می تواند قرار دادن آنتن را محدود کند, تأثیرگذاری بر پوشش جهت و بهینه سازی به دست آوردن .

ب. برج های گاید

برج های پسر برای ثبات به کابل های کشیده متکی هستند, افزایش ارتفاعات بلندتر با هزینه های پایین تر مواد. با این حال:

• نوسان و نوسان: سیمهای پسر حساسیت به نوسانات ناشی از باد را معرفی می کنند, که ممکن است تراز آنتن را بی ثبات کند. این می تواند قوام سیگنال را تخریب کند, مخصوصاً برای گروههای با فرکانس بالا (به عنوان مثال،, 5g amwave) نیاز به خط دید دقیق .
• تداخل الکترومغناطیسی (EMI): سیمهای پسر فولادی ممکن است به عنوان هادی انگل عمل کنند, معرفی EMI که الگوهای تابش آنتن را تحریف می کند یا نویز را افزایش می دهد .

ج. برج های نصب شده

سازه های نصب شده با سقف (به عنوان مثال،, دکل یا چارچوب) با چالش های منحصر به فرد روبرو شوید:

• محدودیت های ارتفاع: با ارتفاع ساختمان محدود شده است, آنتن ها ممکن است شعاع پوشش کاهش یافته را متحمل شوند. مثلا, یک برج سقف 30 متر به طور معمول 1-3 کیلومتر را پوشش می دهد, در حالی که یک برج 40 متر+ گسترش می یابد 5 کیلومتر .
• بار ساختاری و لرزش: رزونانس ساختمان و گسترش/انقباض حرارتی می تواند موقعیت های آنتن را تغییر دهد, تغییر راندمان تابش و خلوص قطبش .

2. ارتفاع برج و عملکرد آنتن

ارتفاع برج به طور مستقیم با انتشار و پوشش سیگنال ارتباط دارد:

• شعاع پوشش: برج های بالاتر افق رادیو را گسترش می دهند, غلبه بر انحنای زمین. یک برج 305 متر به خط دید 40 کیلومتر ~ دست می یابد, در حالی که یک آنتن 3000 متری بالون نصب شده به آن گسترش می یابد 200 کیلومتر . با این حال, ارتفاع بیش از حد به دلیل افزایش سطوح منعکس کننده ، تجارت از دست دادن مسیر و تأخیر سیگنال را معرفی می کند (به عنوان مثال،, زمین یا ساختمانها) .
• به دست آوردن و جهت گیری: آنتن های بالا بازتاب زمین و تداخل چندتایی را کاهش می دهند, افزایش سود. برای مثال, افزایش ارتفاع از 0 تا 60 درجه کیفیت سیگنال را بهبود می بخشد 9.1 DB در فرکانس های UHF .
• 

3. خصوصیات مواد و اثرات دی الکتریک

مواد برج از طریق هدایت و تلفات دی الکتریک بر کارآیی آنتن تأثیر می گذارند:

• مواد رسانا: مس و آلومینیوم تلفات مقاومت را به حداقل می رساند (اثر پوستی), برای آنتن های با فرکانس بالا بسیار مهم است. آهن یا فولاد, با وجود قدرت بالاتر, تلفات اهمی را افزایش دهید, کاهش راندمان تابش تا حداکثر 2.65 DB در آرایه های کم آمپانس .
• بسترهای دی الکتریک: برجهایی با مواد کامپوزیت (به عنوان مثال،, رادوم های فایبرگلاس) باید ثابت دی الکتریک باشد (اشمیه) و از دست دادن مماس (برنزه). مواد ε بالا اندازه آنتن را کوچک می کنند اما تلفات ناشی از رطوبت را افزایش می دهند, در حالی که بسترهای کم ε (به عنوان مثال،, لمینت های راجرز) پهنای باند را بهینه و به دست آورید .

4. عوامل استرس زا محیطی و مکانیکی

a. بار باد

باد پیچشی اعمال می کند (فاکتور) و نیروهای جانبی روی برجها:

• تشدید ساختاری: آنتن ها به عنوان بادبان عمل می کنند, تقویت بار باد. مثلا, a 30 باد MPH اینرسی کافی را برای فروپاشی بخش های مشبک ضعیف ایجاد می کند .
• تحریف الگوی تابش: آنتن های نوسان دقت پرتو را مختل می کنند, افزایش سطح Sidelobe و کاهش هدایت .

ب. تغییر دما

انبساط/انقباض حرارتی هندسه برج را تغییر می دهد:

• خستگی مادی: دوچرخه سواری حرارتی مکرر مفاصل را تضعیف می کند, ایجاد سوء استفاده. برج های فولادی 1.2 میلی متر پوند در هر 10 درجه سانتیگراد در هر 100 متر گسترش می یابد, Azimuth به طور بالقوه در حال تغییر آنتن .
• تغییر املاک دی الکتریک: نوسانات دما بستر ε و برنزه را تغییر می دهد, جدا کردن آنتن های رزونانس و باریک کردن پهنای باند .

5. مطالعات موردی و استانداردهای طراحی

تحقیقات تعامل بین طراحی برج و عملکرد آنتن را برجسته می کند:

• استانداردهای TIA-222: مطالعات تطبیقی ​​برج های مشبک را نشان می دهد که تحت TIA-222-G طراحی شده اند 15% بارهای باد بالاتر از سازه های سازگار با TIA-222-H, تضمین الگوهای تابش پایدار در شرایط شدید .
• تکنیک های تقویت کننده: تقویت سطح مؤلفه (به عنوان مثال،, مهاربندی بخش زاویه) جابجایی توسط 20% در برج های مقاوم, بهبود ثبات نصب آنتن .

6. استراتژی های بهینه سازی

برای کاهش عوارض جانبی:

• طراحی آیرودینامیک: انحصار ساده یا بخش های مشبک کفن شده بار باد را کاهش می دهد 30% .
• انتخاب مواد: با استحکام بالا, آلیاژهای باخت کم (به عنوان مثال،, فولاد گالوانیزه) تعادل دوام و هدایت .
• میراگرهای پویا: Dampers Mass تنظیم شده نوسانات برج را سرکوب می کند, حفظ تراز آنتن در طی 0.5 درجه در هنگام طوفان .

نتیجه

ساختارهای برج عمیقاً بر عملکرد آنتن از طریق پایداری مکانیکی تأثیر می گذارند, خواص مواد, و مقاومت محیطی. طراحی بهینه نیاز به تعادل استحکام ساختاری با راندمان الکترومغناطیسی دارد, هدایت شده توسط استانداردهایی مانند TIA-222 و شبیه سازی های خاص. روندهای آینده, مانند برج های بدون سرنشین , ممکن است محدودیت های ارتفاع را از محدودیت های ساختاری جدا کند, انقلابی در معماری های ارتباطی بی سیم.