移动通信基站铁塔的选型及设计

图1移动通信基站建设的结构框图移动通信基站铁塔的选型及设计范玮陕西欣宇通信技术有限公司【摘要】移动通信基站铁塔的选型与设计是移动通信基站研制工作的重要内容。本文阐述了移动通信基站的构成，分析了移动通信基站铁塔的设计要求，给出了移动通信基站铁塔的选型与设计方法，并给出了实际的设计案例。本文工作对移动通信基站铁塔的研制具有重要参考价值。【关键词】移动通信基站设计要求铁塔选型随着社会的不断发展，通信已经成为当今社会生活工作中密不可分的一种重要手段，如何保证通信的畅通是所有通信运营商关注的重点。而移动通信基站是移动通信系统信号覆盖建设的基础设施，是提高移动通信系统的重要组成部分。通信基站设计主要包括基站机房设计、铁塔桅杆选型以及天馈系统选择三个部分。本文通过分析移动通信基站设计的要求，讨论了设备、收发信设备、电源设备、环境动力监控装置、自动灭火装置和空调等。2铁塔/桅杆。主要包括防雷接地装置、天线支架、塔身、辅助设施、地基基础和拉线等。铁塔/桅杆类型主要分为三管塔、角钢塔、拉线塔、单管塔和楼顶抱杆等。3天线。主要包括天线座架、天线反射体以及馈电移动通信基站铁塔选型的依据，对移动通信基站设计方案确定进行规范。1移动通信基站建设基本框架结构移动通信基站建设是构建移动通信网络的重要支撑。移动通信基站建设主要包括基站机房建设、铁塔/桅杆建设以及天线架构。其主要构成如图1。1基站机房。主要包括传输塔型特点优点缺点NEWTECHNOLOGY新技术系统。天线按使用区域分为室内分布天线和室外天线；按照发射方向分为全向天线、定向天线。清晰、直观，便于维护。3安全性要求。通信基站设计中要充分考虑风压、周围环境、设备自身等方面可能存在的问题，构建接地网、设计防雷系统和设备工作、保护接地，在机房内完善自动灭火装置和环境温度控制装置。一座合格的通信基站，应在其设计寿命周期内，在未发生超出设计范围的自然因素情况下能够正常工作，不出现机房、铁塔倾斜、倒伏、地基下沉等现象，确保基站的安全。4经济性要求。移动通信基站设计要考虑覆盖面积、人口密集程度和环境因素，选择合适的通信基站形式，尽量节省工程投资。5美观性要求。通信基站建设除了要满足无线通信系统场强覆盖外，还应该满足城市的整体规划布局。安装在城市内应尽量跟环境协调一致，排除人们的对基站辐射伤害的顾虑；安装在景观区的基站，应与周围景观协同一致，不破坏景观的整体效果。2移动通信基站铁塔特点、设计要求及选型依据根据基站建设的地理环境、设计要求和铁塔自身的特点，合理的对基站铁塔进行选型是移动通信基站设计方案主要问题。合理的铁塔选型和设计，对于降低工程造价，缩短工程建设周期，保证结构安全可靠至关重要。21不同类型铁塔特点移动通信基站通信基站建设一般是在楼顶、丘陵及开阔的地势构建的铁塔附近，总体地势较高，具有高柔、难维护等特点，对通信基站的设计提出了很高的要求。通信铁塔选型与天线的结构形式、结构布置、天线挂高、占地面积、风压荷载、建筑场地的环境和地质条件等有着非常密切的关系。表1为移动通信基站铁塔类型优缺点对比表。22设计要求1基站选址要求。通信基站选址要考虑周围用户话务量大、信号差、基站少的区域；要远离大功率电磁干扰或强脉冲干扰以及存储易燃易爆物品的仓库、企业；基站目标覆盖区应视野开阔，其附近没有高于基站天线高度的建筑物阻挡。同时通信基站的建设需要建设机房、铁塔以及安装设备，对施工机械有很大的需求，注意周围地势特征，选择便于施工、维护的环境。2维护性要求。由于通信基站本身包含的设备比较多，连接复杂，对通信基站的维护保养提出了更高的要求，因此在通信基站建设中要注意设备安装的有序、23铁塔选型依据1根据场地地质构建桩基，合理确定铁塔选型。移动通信基站设计前要进行岩土工程勘察以确定建设场地地质，并结合铁塔结构形式和周围环境条件，通过技术经济比较综合分析确定铁塔选型。在采用桩基础时应进行桩基抗压、抗拔、抗水平力的承载力计算，以及桩身的抗裂、沉降和抗弯承载力验算。通信铁塔基础将上部结构的全部荷载安全可靠地传递到地基，并保证结构的整体稳定，是构成通信铁塔结构的重要组成部分。铁塔基础可采用单桩基础、群桩基础和扩展基础，必要时应设置联系梁拉结、抗液化处理和地脚锚栓设计。2根据天线挂高要求，合理确定移动通信基站铁表1移动通信基站铁塔类型优缺点角钢塔桩基要求高，铁塔跟开约为塔高的1/7，天线挂高大约50米结构合理，技术成熟，安全度高，适于爬梯、馈线安装造价较高，占地稍大三管塔桩基要求高，跟开较小，天线挂高大约为3040米，多建于郊区造价低，结构合理，技术成熟，适于爬梯、馈线安装，占地省，便于维护美观性较差单管塔桩基要求高，天线挂高大约为3040米，多建于景区、城内占地面积小，结构简单、合理，外型美观造价高，不便于攀登和馈线引下拉线塔桩基要求高，天线挂高大约为1536米塔体重量轻，施工简便周期短占地面积大，安全度差，难维护楼顶桅杆、抱杆不需要桩基，固定在女儿墙或基座上，不占用地面空间结构合理，技术成熟，造价低，占地省受建筑物屋面情况局限性影响较大表2澄城县郊区基站地质条件塔类型。天线挂高一般是3040米之间，但根据周围地物地貌，可进行相应的调整。例如在郊区丘陵上建造移动通信基站铁塔高度可适当降低到20米左右，在城市楼顶建造移动通信基站，桅杆最高15米、抱杆最高5米。3根据租用场地面积，合理确定移动通信基站铁塔类型。租用场地的面积对确定移动通信基站铁塔选型非常重要。各种不同的铁塔占地面积各不相同，如角钢塔占地面积大约为60100平方米；三管塔占地面积大约为50平方米；单管塔占地面积大约30平方米；拉线塔占地面积大约为851平方米；楼顶抱杆、桅杆占地面积大约为100平方米，主要为楼顶空间。边015M。由于地下水对混凝土具弱腐蚀性，故本基站搅拌混凝土时应采用矿渣硅酸盐水泥。其次，进行基站机房设计。基站机房属于自建塔侧机房，距离铁塔基桩2M。机房内设备安装按照机房工艺要求，应采用“课桌式”多列排列，设备与设备之间距离规范要求12M，根据实际情况进行适当调整。最后，进行铁塔桅杆选型。本基站建于澄城县建造基站方位位于郊区开阔地域，维护性要求高，可建造三管塔。根据现地勘察结果，确定此基站设计总体概况如下（1）本铁塔为三边形钢管塔，桩基采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，塔高为30米，跟开为33米，避雷针高度为25米。悬挂定向天线三幅。（2）通信铁塔结构形式为钢结构，所有材料必须热镀锌。（3）当地地震烈度为7度，当地基本风压为035KN/M2，考虑到通信的重要性，本次设计地震烈度为8度，风压已适当提高。（4）机房采用侧机房设计，距离铁塔基桩2M。3移动通信基站设计实例下面以陕西省渭南市澄城县某通信基站设计为例，对移动通信基站设计进行分析。首先，进行基站选址。一是进行现地勘探。由于本基站地下水埋藏较浅，黄土土质疏松，承载力较低。地质条件描述为勘察期间场地地下水埋深为37M，层疏松黄土，承载力100KPA，层底埋深约7M，地下水对混凝土具弱腐蚀性。其地质条件见表2。二是确定基站基桩灌注方法。本基站地下水埋藏较浅，基坑开挖不宜太深，否则需要排水，增加施工成本和难度，宜采用独立基础，以层粉土为基底持力层，地基承载力特征值按进行抗压计算，基础采用3M3M，埋深25M，即能满足抗压要求。为便于施工垫层，可以在基底垫02M厚级配碎石，每边宽出基础4结论随着移动通信的不断发展，用户对通信质量的要求不断提高，对移动通信基站设计方案提出了更高的要求。移动通信基站设计不仅要考虑基站本身的结构设计和通信要求，还应考虑周围环境和用户的需求、经济性、维护性和施工条件。本文通过分析移动通信基站设计的要求以及铁塔选型的方法，为移动通信基站设计方案确定提供依据。参考文献1刘洪，移动通信三管塔的应用及分析，电信工程技术与标准化2009（7）54582史俊青，通信铁塔安装工程设计施工，电信工程技术与标准化2003（12）44483韩炳忠，移动通信基站铁塔与机房的设计优化，电信工程技术与标准化2003（5）16204杨静，浅谈无线通信防雷接地，