bir. Kendinden Destekleyici Kuleleri (Kafes/monopol)

Kendinden destekli kuleler, kafes ve monopol tasarımları dahil, istikrarları ve uyarlanabilirlikleri için yaygın olarak kullanılır.

• kafes Kuleler: Üçgen veya kare kesitlerle karakterize edilir, Bu kuleler yüksek sertlik ve yük taşıma kapasitesi sağlar, Birden çok anten montajı için ideal . Geniş tabanları sallanmayı azaltır, Tutarlı anten hizalama ve radyasyon paternleri sağlamak. ancak, hacimli yapıları rüzgar yük stresini artırabilir, Anten sidelobe seviyelerini potansiyel olarak değiştirme .
• Tekel Kuleleri: Tübüler veya konik monopoller gibi tek kutuplu yapılar, alan verimlidir ve kentsel alanlar için estetik olarak uygundur. Kompakt tasarımları görsel izinsiz girişi en aza indirirken, Sınırlı montaj alanı anten yerleşimini kısıtlayabilir, yön kapsamını etkilemek ve optimizasyonu kazanç .

b. Gergili Kuleler

Guylu kuleler istikrar için gerilmiş kablolara güvenir, Daha düşük malzeme maliyetlerinde daha uzun yüksekliklerin etkinleştirilmesi. ancak:

• Sallanma ve salınım: Guy telleri rüzgar kaynaklı salınımlara duyarlılık getirir, anten hizalamasını istikrarsızlaştırabilir. Bu sinyal tutarlılığını bozabilir, özellikle yüksek frekanslı bantlar için (örneğin, 5G Amwave) hassas görüş hattı gerektiren .
• Elektromanyetik parazit (EMI): Çelik Guy telleri parazitik iletkenler olarak işlev görebilir, anten radyasyon modellerini bozan veya gürültüyü artıran EMI'yi tanıtmak .

c. Çatıya monte kuleler

Çatıya monte yapılar (örneğin, Direkler veya çerçeveler) benzersiz zorluklarla yüzleşmek:

• Yükseklik sınırlamaları: Bina yüksekliği ile kısıtlanmıştır, Antenler düşük kapsama yarıçapına maruz kalabilir. Örneğin, 30 metrelik bir çatı kulesi tipik olarak 1-3 km, 40m+ kule uzanırken 5 km .
• Yapısal yük ve titreşim: Bina rezonans ve termal genleşme/kasılma anten pozisyonlarını kaydırabilir, Radyasyon verimliliğini ve polarizasyon saflığını değiştirmek .

2. Kule yüksekliği ve anten performansı

Kule yüksekliği doğrudan sinyal yayılımı ve kapsama alanı ile ilişkilidir:

• Kapsama yarıçapı: Yüksek kuleler radyo ufkunu uzatır, Dünya'nın eğriliğini aşmak. 305 metrelik bir kule ~ 40 km görüş hattı elde eder, Balona monte bir anten 3.000 metrelik bir anten 200 km . ancak, Aşırı yükseklik, yansıtıcı yüzeylerin artması nedeniyle yol kaybı ödünleşmeleri ve sinyal gecikmeleri getirir (örneğin, arazi veya binalar) .
• Kazanç ve yönlülük: Yüksek antenler yer yansımalarını ve çok yollu parazitleri azaltır, Kazanç artırma. Örneğin, Yüksekliğin 0 ° 'den 60 °' ye yükselmesi sinyal kalitesini artırır 9.1 UHF frekanslarında DB .
• 

3. Malzeme özellikleri ve dielektrik etkileri

Kule malzemeleri iletkenlik ve dielektrik kayıplar yoluyla anten verimliliğini etkiler:

• İletken malzemeler: Bakır ve alüminyum direnç kayıplarını en aza indirir (Cilt Etkisi), Yüksek frekanslı antenler için kritik. Demir veya çelik, daha yüksek güce rağmen, Ohmik kayıpları artırmak, radyasyon verimliliğini azaltmak 2.65 Düşük empedans dizilerinde DB .
• Dielektrik substratlar: Kompozit malzemeli kuleler (örneğin, fiberglas radom) Dielektrik sabitini dengelemeli (e) ve kayıp teğet (bronzlaşmış). Yüksek ε Malzemeler anten boyutunu küçültür, ancak neme bağlı kayıpları yükseltmek, düşük ε substratlar (örneğin, Rogers® laminatlar) Bant genişliğini ve kazancını optimize edin .

4. Çevresel ve mekanik stres faktörleri

bir. Rüzgar yükü

Rüzgar burulma uyguluyor (Kedici) ve kulelerde yanal kuvvetler:

• Yapısal rezonans: Antenler yelken görevi görür, Rüzgar yükünü yükseltmek. Örneğin, bir 30 MPH rüzgarı, zayıf desteklenmiş kafes kesitlerini çökertmek için yeterli atalet üretir .
• Radyasyon paterni bozulması: Sallanan antenler ışın oluşturma doğruluğunu bozuyor, Sidelobe seviyelerini arttırmak ve yönlendirmeyi azaltmak .

b. Sıcaklık varyasyonları

Termal Genişleme/Kasılma Kule Geometrisi:

• Maddi yorgunluk: Tekrarlanan termal döngü eklemleri zayıflatır, yanlış hizalamaya neden olmak. Çelik kuleler 100m başına 10 ° C başına ~ 1.2 mm genişliyor, potansiyel olarak değişen anten azimut .
• Dielektrik Özellik Vardiyaları: Sıcaklık dalgalanmaları substratı ε ve tany değiştirir, Rezonant antenleri detuning ve daralma bant genişliği .

5. Vaka Çalışmaları ve Tasarım Standartları

Araştırma, kule tasarımı ve anten performansı arasındaki etkileşimi vurgular:

• TIA-222 Standartları: Karşılaştırmalı çalışmalar, TIA-222-g altında tasarlanmış kafes kulelerini gösteriyor 15% TIA-222-H uyumlu yapılardan daha yüksek rüzgar yükleri, Aşırı koşullar altında stabil radyasyon paternleri sağlamak .
• Güçlendirme teknikleri: Bileşen seviyesi takviyesi (örneğin, açı kesiti) yer değiştirmeyi azaltır 20% Takip edilen kulelerde, Anten montaj stabilitesinin iyileştirilmesi .

6. Optimizasyon Stratejileri

Olumsuz etkileri azaltmak için:

• Aerodinamik Tasarım: Aerodinamik tekel veya örtülü kafes kesitleri rüzgar yükünü azaltır 30% .
• Malzeme seçimi: Yüksek güç, alçak alaşımlar (örneğin, galvanize çelik) Denge dayanıklılığı ve iletkenlik .
• Dinamik damperler: Ayarlanmış kütle damperleri kule salınımlarını bastırır, Fırtınalar sırasında anten hizalamasının ± 0.5 ° içinde tutulması .

Sonuç

Kule yapıları, mekanik stabilite yoluyla anten performansını derinden etkiler, malzeme özellikleri, ve çevresel esneklik. Optimal tasarım, yapısal sağlamlığın elektromanyetik verimlilikle dengelenmesini gerektirir, TIA-222 gibi standartlara göre rehberlik ve duruma özgü simülasyonlar. Gelecek Eğilimler, drone monte kuleler gibi , Yükseklik sınırlamalarını yapısal kısıtlamalardan daha da ayırabilir, Kablosuz iletişim mimarilerini devrim yaratan.