Виды антенно-мачтовых и башенных сооружений для сотовой связи
Покрытие сети сотовой связи состоит из ячеек, так называемых сот. В зависимости от плотности застройки соты могут сильно различаться в размере от нескольких десятков метров до 35 км (возможны и более широкие соты). Сигнал в область действия каждой из сот излучается с помощью специальных антенн базовой станции (БС). Они называются секторными или панельными. В более редких случаях используются всенаправленные антенны, которые имеют круговую диаграмму направленности и излучают сигнал во все стороны от БС. Наиболее привычным способом размещения секторных антенн сотовой связи является специально построенная башня или мачта связи. В настоящее время существует десятки, и даже сотни различных конструкций. Они различаются по высоте, форме, типу и многим другим показателям. Выбор той или иной конструкции определяется многими факторами, задаваемыми, как правило, еще на этапе проектирования. Они обусловлены требованиями по широте покрытия, конфигурации базовой станции, типу транспорта до контроллера и другими составляющими:
1. Высота подвеса секторных антенн – это основное условие определяющее высоту конструкции.
2. Весовая нагрузочная способность, которая зависит от веса всего оборудования, размещаемого на конструкции: секторные антенны, фидеры, МШУ (малошумящий усилитель), антенны РРЛ (радио релейные линии) и др.
3. Ветровая нагрузка – определяется районом, где размещается сооружение, а также типом и количеством устанавливаемого оборудования. Если планируется размещать множество антенн РРЛ, то выбирают сооружения с повышенной устойчивостью к фронтальным нагрузкам.
4. Занимаемая площадь – этот фактор также может стать существенным, если БС размещается на территории с высокой стоимостью или есть другие ограничения по площади основания сооружения.
5. Прочие факторы: экологичность, энергетическая эффективность, удобство обслуживания и т.п. также учитываются при выборе сооружения.
Как отмечалось ранее все высотные сооружения для размещения оборудования можно разделить на две большие группы: башни и мачты. Башни, как правило, предоставляют максимальную нагрузочную способность и обладают максимальной ветровой устойчивостью. Мачты, в свою очередь, обычно более быстро возводимы и требуют меньших вложений. Причем высота обоих типов сооружений может достигать 100 метров и более, чего вполне достаточно для нужд сотовой связи.
Башня для сотовой связи – это четырех или трехгранное высотное сооружение, стороны которой сходятся от основания к вершине. Между гранями обычно достаточно места для размещения лестницы и площадок, с которых может осуществляться монтаж и обслуживание оборудования. Наиболее типичной высотой для башни связи является 70 метров. Также бывают усеченные варианты 50, 40 и 30 метров. Существует множество способов монтажа башен связи. Башня устанавливается на фундамент или на, так называемый, «пригруз» - большие бетонные блоки, служащие опорами и придающие башне устойчивость. Монтаж элементов конструкции может осуществляться посекционно с помощью кранов или вертолета, а также целиком на земле в лежачем положении, после чего ее приводят в вертикальное положение.
Мачта представляет собой четырех или трехгранное сооружение, грани которого идут параллельно от земли к вершине. Устойчивость сооружению придают специальные тросы, расходящиеся от мачты в четырех или трех направлениях (по числу граней) и закрепляемых на земле с помощью бетонных блоков или фундамента. Мачта опирается своим основанием на бетонный блок или залитый фундамент. Между гранями мачты места хватает лишь только на лестницу, и в ней нет площадок для обслуживания. Монтаж мачты, обычно, осуществляется на земле, в лежачем положении. После монтажа основной конструкции мачта поднимается в вертикальное положение и закрепляется одним или двумя ярусами растяжек. Высота мачты может достигать 100 метров и более, но для сотовой связи обычно выбирают высоту 70-90 метров.
Также, в последнее время, для размещения антенн сотовой связи активно применяются бетонные столбы высотой до 30 метров. Главные их преимущества заключается в низкой стоимости и быстроте постройки. Однако они не обладают такой же нагрузочной способностью, как и обычные башни сотовой связи. Обычно они несут вес 2-3 секторных антенн и 1 небольшую (до 1 м. в диаметре) антенну РРЛ. Такие столбы часто применяют в пригородной и сельской местности для закрытия теневых зон.
Выше описаны основные типы башенно/мачтовых сооружений, но в некоторых случая применяются конструкции смешанного типа. Например, основание сооружения может иметь признаки башни, а верхняя часть выглядеть как мачта. Также небольшие мачты, высотой до 30 метров, не редко устанавливают на зданиях для увеличения зоны покрытия и устранения теневых зон, создаваемых соседними строениями.
Не смотря на то, что сети сотовой связи уже эксплуатируются около 30 лет, до сих пор еще не найдено универсальной конструкции. В каждом конкретном случае выбор сооружения зависит от множества факторов, определяемых не только требованиями оператора, но и целым рядом внешних обстоятельств. Поэтому разработка новых видов башенно/мачтовых сооружений не только не остановлена, но и будет продолжаться в будущем.
