một. Towers tự Hỗ trợ (Mạng/monopole)

tháp Tự hỗ trợ, bao gồm các thiết kế mạng và monopole, được sử dụng rộng rãi cho sự ổn định và khả năng thích ứng của chúng.

• Towers mạng: Đặc trưng bởi mặt cắt hình tam giác hoặc vuông, Những tòa tháp này cung cấp độ cứng và khả năng chịu tải cao, Lý tưởng để lắp nhiều ăng -ten . Cơ sở rộng của họ làm giảm lắc lư, Đảm bảo các mô hình bức xạ và sự liên kết ăng -ten nhất quán. Tuy nhiên, Cấu trúc cồng kềnh của chúng có thể làm tăng căng thẳng tải gió, có khả năng thay đổi mức độ sidelobe ăng ten .
• Tháp đơn cực: Các cấu trúc cực cực như độc quyền hình ống hoặc thon có hiệu quả không gian và phù hợp về mặt thẩm mỹ cho các khu vực đô thị. Trong khi thiết kế nhỏ gọn của họ giảm thiểu sự xâm nhập thị giác, Không gian lắp hạn chế có thể hạn chế vị trí ăng -ten, ảnh hưởng đến phạm vi bảo hiểm định hướng và tối ưu hóa đạt được .

b. Tháp Guyed

Tháp Guysed dựa vào cáp căng cho sự ổn định, cho phép độ cao cao hơn với chi phí vật liệu thấp hơn. Tuy nhiên:

• Lắc lư và dao động: Dây guy giới thiệu tính nhạy cảm với dao động do gió gây ra, có thể làm mất ổn định sự liên kết ăng -ten. Điều này có thể làm giảm tính nhất quán tín hiệu, Đặc biệt đối với các dải tần số cao (ví dụ, 5G amwave) yêu cầu dòng chính xác .
• Nhiễu điện từ (EMI): Dây thép có thể đóng vai trò là dây dẫn ký sinh, Giới thiệu EMI làm biến dạng các mẫu bức xạ ăng -ten hoặc tăng tiếng ồn .

c. Tháp gắn trên mái nhà

Cấu trúc gắn trên mái nhà (ví dụ, cột buồm hoặc khung) Đối mặt với những thách thức độc đáo:

• Giới hạn chiều cao: Bị hạn chế bởi chiều cao xây dựng, Ăng -ten có thể bị giảm bán kính bảo hiểm. Ví dụ, Một tòa tháp mái 30m thường bao gồm 1 trận3 km, Trong khi một tòa tháp 40m+ kéo dài đến 5 km .
• Tải cấu trúc và rung động: Sự cộng hưởng xây dựng và mở rộng/co thắt nhiệt có thể làm thay đổi vị trí ăng -ten, Thay đổi hiệu quả bức xạ và độ tinh khiết phân cực .

2. Chiều cao tháp và hiệu suất ăng -ten

Chiều cao tháp tương quan trực tiếp với việc truyền tín hiệu và độ bao phủ:

• Bán kính bảo hiểm: Tháp cao hơn mở rộng chân trời radio, Vượt qua đường cong Trái đất. Một tòa tháp 305m đạt được ~ 40 km tầm nhìn, Trong khi ăng-ten gắn trên khinh khí cầu 3.000m kéo dài đến 200 km . Tuy nhiên, Chiều cao quá mức giới thiệu sự đánh đổi mất đường dẫn và độ trễ tín hiệu do tăng bề mặt phản xạ (ví dụ, địa hình hoặc các tòa nhà) .
• Đạt được và định hướng: Ăng -ten nâng cao làm giảm phản xạ mặt đất và nhiễu đa đường, tăng cường lợi ích. Chẳng hạn, Tăng độ cao từ 0 ° lên 60 ° giúp cải thiện chất lượng tín hiệu bằng cách 9.1 DB ở tần số UHF .
• 

3. Tính chất vật liệu và hiệu ứng điện môi

Vật liệu tháp ảnh hưởng đến hiệu quả ăng -ten thông qua độ dẫn điện và tổn thất điện môi:

• Vật liệu dẫn điện: Đồng và nhôm giảm thiểu tổn thất điện trở (Hiệu ứng da), quan trọng cho ăng-ten tần số cao. Sắt hoặc thép, Mặc dù sức mạnh cao hơn, Tăng tổn thất ohmic, giảm hiệu quả bức xạ lên đến 2.65 DB trong các mảng có vị trí thấp .
• Chất điện môi: Tháp với vật liệu composite (ví dụ, Radomes sợi thủy tinh) Phải cân bằng hằng số điện môi (e) và mất tiếp tuyến (tan). Vật liệu cao thu nhỏ kích thước ăng ten nhưng làm tăng tổn thất do độ ẩm, Trong khi chất nền thấp (ví dụ, Rogers® Laminates) Tối ưu hóa băng thông và đạt được .

4. Các yếu tố gây căng thẳng về môi trường và cơ học

một. Tải trọng gió

Gió tác dụng xoắn (K-Y-Y-) và các lực bên trên các tòa tháp:

• Cộng hưởng cấu trúc: Ăng -ten hoạt động như những cánh buồm, khuếch đại tải trọng gió. Ví dụ, một 30 Gió MPH tạo ra đủ quán tính để sụp đổ các phần mạng tinh chế kém .
• Biến dạng mô hình bức xạ: Ăng ten lắc lư phá vỡ độ chính xác của chùm tia, tăng mức độ sidelobe và giảm chỉ thị .

b. Biến thể nhiệt độ

Sự giãn nở/co thắt nhiệt làm thay đổi hình học tháp:

• Mệt mỏi vật chất: Đi xe đạp nhiệt lặp đi lặp lại làm suy yếu các khớp, gây ra sai lệch. Tháp thép mở rộng ~ 1,2 mm trên 10 ° C trên 100m, có khả năng thay đổi góc phương vị ăng -ten .
• Thay đổi tài sản điện môi: Biến động nhiệt độ thay đổi chất nền ε và tan s, ăng ten cộng hưởng và thu hẹp băng thông .

5. Nghiên cứu trường hợp và tiêu chuẩn thiết kế

Nghiên cứu nhấn mạnh sự tương tác giữa thiết kế tháp và hiệu suất ăng -ten:

• Tiêu chuẩn TIA-222: Các nghiên cứu so sánh cho thấy các tháp mạng được thiết kế theo TIA-222-G chịu được 15% Tải trọng gió cao hơn các cấu trúc tuân thủ TIA-222-H, đảm bảo các mẫu bức xạ ổn định trong điều kiện khắc nghiệt .
• Tăng cường kỹ thuật: Củng cố cấp độ thành phần (ví dụ, giằng mặt) Giảm sự dịch chuyển bằng 20% trong các tòa tháp được trang bị thêm, cải thiện độ ổn định gắn ăng -ten .

6. Chiến lược tối ưu hóa

Để giảm thiểu các tác dụng phụ:

• Thiết kế khí động học: Các độc quyền được sắp xếp hợp lý hoặc các phần mạng bị che khuất giảm tải gió bằng cách 30% .
• Lựa chọn vật liệu: Cường độ cao, Hợp kim mất thấp (ví dụ, thép mạ kẽm) cân bằng độ bền và độ dẫn điện .
• Giảm chấn động: Điều chỉnh giảm chấn khối lượng ngăn chặn dao động của tháp, Duy trì căn chỉnh ăng -ten trong vòng ± 0,5 ° trong các cơn bão .

Phần kết luận

Cấu trúc tháp ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất ăng -ten thông qua sự ổn định cơ học, tính chất vật chất, và khả năng phục hồi môi trường. Thiết kế tối ưu đòi hỏi phải cân bằng độ bền cấu trúc với hiệu quả từ điện từ, được hướng dẫn bởi các tiêu chuẩn như TIA-222 và mô phỏng cụ thể trường hợp. Xu hướng tương lai, chẳng hạn như tháp gắn trên máy bay không người lái , có thể giải mã thêm giới hạn chiều cao từ các ràng buộc cấu trúc, Cách mạng hóa kiến ​​trúc giao tiếp không dây.