Structural Arrangements for Telecom Towers & Masts PDF

Preview

Summary

Structural Arrangements for Telecom Towers & Masts Preface Telecommunication is an important part of modern society. Nowadays, it may be clear to everyone that radio and television are of particular importance to broadcast news and information to all parts of the world, and have enormous cultur...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Structural Arrangements for Telecom Towers & Masts Seyed Mohyeddin Seghatoleslam Noavar Publications

Cite this paper

Downloaded from Academia.edu 

Get the citation in MLA, APA, or Chicago styles

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Structural Arrangements for Telecom Towers & Masts

Preface Telecommunication is an important part of modern society. Nowadays, it may be clear to everyone that radio and television are of particular importance to broadcast news and information to all parts of the world, and have enormous cultural implications. With the use of technological development in the last few decades, the scope of operation and efficiency of these forms of mass media have increased daily. The facility of global coverage for transmitters has been enhanced with the use of satellites. In the meantime, it is essential to build ground transmitter antennas and construct metal and concrete towers & masts to install telecom antennas to transmit waves to conventional receivers. The design and build of telecom structures is a very specialised issue, which requires the cooperation of several specialists involved in such projects including telecom, structural, geotechnical engineers, and architects. These structures can be constructed as symbolic and landmark structures in urban areas or may be erected at the top of mountains. Undoubtedly the structural aspects of telecom towers and masts should play a significant role in the mind of the architect and designer. As a result, the realisation of all architectural ideas depends on structural assessment. How should these elegant and powerful structures, which represent the power and glory of human civilization, be constructed? What are the factors influencing their design and locations? What factors impact their effective height, and the answers to these questions and many others, have been examined in this book. The present book consists of 12 chapters and is in Persian. The evolution of communication technology is discussed in the first chapter. In the subsequent chapters of the book, the types of telecom structures, as well as the antenna array and radiation patterns, have been described concisely. Moreover, in Chapters 4, 5, and 6, the construction and the technical issues of the antennas, as well as the basic structures supporting them, have been discussed in detail. The fundamentals of the structural design of the telecom towers and masts have been explained in Chapters 9 and 10, and examples of a few existing towers and masts have been examined. At the end of the book, a glossary of antennas and related equipment has been added for the use of the readers. The 2nd edition of the book ‘Structural Arrangements for Telecom Towers & Masts’ was published by Noavar Publications in 2019. Seyed Mohyeddin Seghatoleslam

‫پيشگفتار‬ ‫اهميت تبادل اطالعات و نقش سيستم هاي مخابراتي و خبررساني‪ ،‬امرروه برر همگرا آشراار‬ ‫ميباشد‪ ،‬به گونهاي كه عصر حاضر‪ ،‬دورا انقالب اطالعاتي ناميد شد است‪.‬‬ ‫در اين ميا راديو و تلويزيو ‪ ،‬اهميت ويژ اي را در رساند اخبار و اطالعات به اقصري نقرا‬ ‫جها دارا بود ‪ ،‬و اثرات فرهنگي عظيمي در جامعه بر جاي ميگذارند‪ .‬هم اينك برا اسرتااد اه‬ ‫پيشرفتهاي تانولوژي چند دهه اخير‪ ،‬روه به روه بر حيطه عمل و كارآيي اين تاسيسات افزود‬ ‫شد و با باارگيري ماهوار هاي مخابراتي‪ ،‬اماا پوشش جهاني براي فرستند ها بوجرود آمرد‬ ‫است‪ .‬در اين ميا نياه به آنتنهاي فرستند هميني و احداث دكلها و برجهاي فلرزي و بتروني‪،‬‬ ‫براي نصب آنتنهاي فرستند جهت رساند امواج به گيرند هاي متعارف‪ ،‬ضروري ميباشد‪.‬‬ ‫به دليل نياه به كسب اطالعات تخصصي در همينه آنتنهاي موجود‪ ،‬انجمن راديويي اروپا برراي‬ ‫تمام مسئولين و رؤساي بنگا هاي راديو تلويزيوني سراسر جها پرسش نامه اي فرستاد‪ ،‬و طري‬ ‫آ راجع به انواع برجها‪ ،‬دكلها‪ ،‬آنتنها و فيردرهاي مرورد اسرتااد در بانردهاي ‪ VHF‬و ‪UHF‬‬ ‫اطالعاتي را جويا شد‪ .‬پاسخ هاي رسيد ‪ ،‬طيف وسيع و گسترد اي اه طرح ها را در بر ميگرفت‪،‬‬ ‫و اه اهميت نسبي عوامل تعيين كنند نوع ساه هاي مورد استااد ‪ ،‬حاايت ميارد‪.‬‬ ‫در جريا اين تحقيق‪ ،‬دو گرايش يا روند عمد آشاار شرد‪ .‬ياري اسرتااد اه سرايت و سراه‬ ‫مربوطه براي خدمات غير مخابراتي‪ ،‬و ديگر توجه روهافزو به محافظت سيستم هراي آنرتن در‬ ‫قبال تاثيرات مناي اقليمي‪ .‬اولين گرايش‪ ،‬باعث بوجود آمد ساه هايي نظيرر بررج هراي بتروني‬ ‫مجهز به ايوا هاي عمومي تماشاي مناظر و مرايرا‪ ،‬طبقره ارتباطرات مياروويرو و مراكرز اداري‬ ‫مربوطه گرديد است‪ ،‬و دومين گرايش‪ ،‬به تاثير خواص مصالح فايبرگالس با اتصراتت رهينري‬ ‫و پيشرفت هاي حاصله در ساخت آ ها‪ ،‬بر مي گردد‪ .‬انتظار مري رود اسرتااد اه برتن مسرلح در‬ ‫سرراه هرراي مرتاررع و نيررز فررايبرگالس بعنرروا مصررالح سرراه اي‪ ،‬در جريررا توسررعه سررريع و‬ ‫پيشرفت هاي مهم‪ ،‬بعنوا تانياي رو به رشد‪ ،‬مورد استااد قرار گيرنرد‪ .‬علري ايحرال‪ ،‬مصرالح‬ ‫سنتي يعني فوتد گالوانيز هم در اشاال مقاطع هاويه دار (مانند نبشي)‪ ،‬بصورت ميله اي و هرم‬ ‫بصورت صاحه اي‪ ،‬در درجه اول اهميت قرار دارند‪ .‬در اينجا تهم به ذكر است كه شريو هراي‬ ‫اتصال در حال تغيير و دگرگوني هستند‪ ،‬هم در اتصراتت پري و مهرر اي و هرم در اتصراتت‬ ‫پرچي‪ .‬اگرچه اه اتصاتت جوش هم استااد مي شود‪ ،‬تا باعث كاهش وه و سهولت سراخت‪،‬‬ ‫گردد‪.‬‬ ‫امروه مستمراٌ‪ ،‬به مسئله فشارهاي حاصل اه وهش باد برر مقراطع سراه اي و همچنرين تعيرين‬

‫سرعت باد در سطح همين و در سطوح ساه اي مورد نظر‪ ،‬جهت تعيين تنش هاي واقعري توليرد‬ ‫شد در عناصر ساه اي توجه مي شرود‪ .‬جلروگيري اه برروه خروردگي در مصرالح و تركيبرات‬ ‫مختلف‪ ،‬همچنين احتراه اه تنش هاي ناشي اه خستگي و انجماد‪ ،‬اه جمله مرواردي هسرتند كره‬ ‫بيش اه پيش تحت مطالعه قرار دارند و اين امر‪ ،‬اه تاثير خاص تانياري آنهرا برر كرل طررح و‬ ‫مسايل و مشاالت فني موجود در طراحي جزييات اجرايي آنتنها‪ ،‬حاايت دارد‪.‬‬ ‫با گسترش و توسعه اجتناب ناپذير و دستيابي به باندهاي با فركانس بات (يعنري بانردهاي ‪IV/V‬‬ ‫براي پخش تلويزيوني‪ ،‬بطور خاص) ايستگاههاي پخش و مخابر را بايد در ماا هايي ساخت‬ ‫كه ارتااع موثر آنتن ها تا حد اماا ‪ ،‬باتتر اه محيط پيرامرو قررار گيررد‪ ،‬و همچنرين رسرانايي‬ ‫تيه هاي هيرين سطح همين واجد اهميت چنداني نباشد‪ .‬اين بدا معناست كره در مرواردي كره‬ ‫نقا مرتاعي موجود باشند بايد تجهيزات را در آنجا نصب نمود و همانطور كه مري دانريم ايرن‬ ‫نقا داراي محدوديت هراي دسترسري و مشراالت حمرل و نقرل و دوري اه تاسيسرات برر‬ ‫مي باشند‪ ،‬و در صورت عدم وجود نقا مرتاع‪ ،‬مري تروا برا بارارگيري دكرل هراي مرتارع در‬ ‫همين هاي مسطح و دشت مانند‪ ،‬به هدف مورد نظر دست يافت‪ .‬ماهيت شبه نوري انتشار امواج‬ ‫‪ UHF‬ممان است منجر به سايه دار شد تصوير در بخشي اه مناطق خردماتي گرردد و نتيجترا‬ ‫استااد اه فرستند هاي كوچك پخش مجدد (تقويت كنند ) را الزامي گرداند‪.‬‬ ‫هدف اه انتشار اين كتاب‪ ،‬ارائه تصويري كلي اه پيشرفت اين عوامل‪ ،‬با عطرف بره مثرال هرايي‬ ‫است كه در رويه هاي جاري اروپا ديد ميشود‪ .‬اطالعات حاضر ميتواند راهنماي مايدي براي‬ ‫حل مسئله و نيز مشخص ساختن چارچوب تهم براي پاسخگويي به اين شرايط باشرد‪ .‬شرايا‬ ‫ذكر است كه هدف‪ ،‬ارائه تحليلي اه اطالعات مربو به طراحي نيست‪ .‬هر چنرد كره اه تبرالي‬ ‫سطور اين نيت‪ ،‬آشاار است‪ ،‬با اين وصف‪ ،‬اگر چه استاندارد كرد طرح پايه هاي نگاهدارنرد‬ ‫آنتن ها بعيد به نظر مي رسد (اگرچه واقعاً مطلوب مي باشد) اما ايجاد يرك ارتبرا منطقري برين‬ ‫تيپ انتخابي و كاربري موردنظر‪ ،‬ميتواند براي ساهما هاي مخابراتي‪ ،‬مايد واقع شود‪.‬‬ ‫همانطور كه مي دانيم‪ ،‬انتخاب ساه بايد بر مبناي صرفه جويي اقتصادي صورت گيرد (هرچنرد‬ ‫قيمت گذاري برروي ارهش مناطق مطلوب دشوار است)‪ ،‬اما همانطور كه مي دانيم هزينره اوليره‬ ‫هم هميشه هنگام بررسي طرح هاي مطلوب‪ ،‬مهمترين عامل محسوب نمي شود‪ .‬يعني هماني كره‬ ‫به دنبال طرح مطلوب هستيم‪ ،‬بايد ابتدائا با برنامهريزي اوليه يك ايستگا يا تاسيسرات جديرد‪،‬‬ ‫هزينه خاصي را تعيين وسپس در مراحل بعدي با در نظرر گررفتن تغييررات احتمرالي‪ ،‬ارهيرابي‬ ‫هزينه مورد نظر را دوبار باهبيني كنيم‪.‬‬ ‫كتاب حاضر‪ ،‬متشال اه دواهد فصل مي باشد‪ ،‬كه درهر يك اه فصول‪ ،‬راجع به مسائل اجرايي‪،‬‬ ‫فني و تانياي آنتنها و همچنين پايه هاي نگاهدارند آنها به تاصريل سرخن رفتره اسرت‪ ،‬و در‬ ‫فصول نهم و دهم‪ ،‬به مباني نظري مسائل مطروحه و همچنرين بره معرفري چنرد بررج و دكرل‬

‫موجود اكتاا گرديد است‪ .‬در انتهاي كتراب‪ ،‬واژ نامره آنرتن هرا و تجهيرزات مربوطره‪ ،‬جهرت‬ ‫استااد خوانندگا گرامي به مجموعه كتاب اضافه گرديد است‪.‬‬ ‫به دليل كمبود منابع فارسي در اين همينه‪ ،‬كتاب حاضر‪ ،‬شايد اولين كتابي باشد كه در رابطره برا‬ ‫جزئيات تانياي آنتن ها و پايه هاي نگاهدارند آنها‪ ،‬به كندوكاو پرداخته و طبعاٌ سوژ آ برديع‬ ‫ميباشد‪.‬‬ ‫اميد است كه اين كتاب‪ ،‬اثري قابل استااد براي دانشجويا و دانش پژوها عزيرز‪ ،‬بخصروص‬ ‫متخصصين رشتههاي بر و الاترونيك و ساه باشد‪.‬‬ ‫در خاتمه تهم به ذكر است كه عليرغم دقت فراوا در امر تهيه و تنظيم مطالب‪ ،‬كتاب حاضرر‪،‬‬ ‫بدو شك‪ ،‬خالي اه اشاال نميباشد‪ ،‬لذا انتظار ارشاد اه طرف خوانندگا عزيز امري معقول و‬ ‫منطقي بنظر ميرسد‪.‬‬ ‫سید محي الدين ثقت االسالم‬

‫فهرست مطالب‬ ‫فصل اول ‪ /‬تكنولوژي ارتباطات ‪31 ..................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱‬سير تااملي تانولوژي ارتباطات ‪۱1 ................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-۱‬دور تلگراف ‪۱1 ............ ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-2‬دور تلان ‪۱1 ................. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬دور بيسيم ‪۱1 .............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬تلويزيو ‪۱1 ................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬رادار ‪۱1 ......................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬دور ماهوار ‪۱1 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬اينترنت ‪۱1 ..................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2‬آنتن و ارتباطات ‪۱1 ............ ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱‬امواج راديويي ‪۱1 ........... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱-۱‬پخش امواج ‪۱1 ......... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱-2‬ارسال امواج ‪22 ......... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱-1‬طول امواج ‪22 ........... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱-1‬شيو هاي انتشار ‪2۱ .................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-۱-1‬طيف فركانس امواج راديويي ‪21 ............... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2‬ساختما آنتن و انواع آ ‪21 .......................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-۱‬آنتن لوپ ‪12 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-2‬آنتن يك قطبي ‪12 ..................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-1‬آنتن دي پل (دوقطبي) ‪12 .......................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-1‬آنتن ياگي ‪11 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-1‬آنتن سهموي ‪11 ........ ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-1‬تقسيمبندي آنتنها اه نظر نوع و مقدار فركانس ‪11 ........................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-1-۱‬آنتنهاي فركانس بات ‪11 .................. ................................ ................................ HF -‬‬ ‫‪ ۱-2-1-2‬آنتنهاي ‪11 ............................. ................................ ................................ VHF/UHF‬‬ ‫‪ ۱-2-1-1‬آنتنهاي ‪ SHF‬يا آنتنهاي ماياروويو ‪11 ................................... ................................‬‬ ‫فصل دوم ‪ /‬عوامل موثر بر انتخاب تايهگا و تيپ ساختما ‪11 ...................... ................................‬‬ ‫‪ 2-۱‬سايت و دسترسي ‪13 .................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-2‬پارامترهاي آنتن ‪24 ....................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2‬توا تشعشع موثر ‪12 ..................................... ................................ ................................‬‬

‫‪ 2-2-2‬بهر آنتن ‪12 .................. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-2-2-2‬بهر موثر و بهر حقيقي ‪11 ....................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-2-2-2‬الگوي تشعشع افقي ‪11 ............................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-2-1‬نصب المانهاي تشعشعي ‪11 ........................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-2-1-۱‬نصب بر روي دكلهاي انتهايي ‪11 ............ ................................ ................................‬‬ ‫‪ -2-2-1-2‬نصب بر روي ساه اصلي ‪12 .................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-1‬استااد اه ساه نگاهدارند آنتن براي عملاردهاي ديگر ‪13 ............ ................................‬‬ ‫‪ 2-1‬ويژگيهاي ساه اي ‪11 .................................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-1-۱‬تيپهاي عمد ساه اي ‪11 ............................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-1-2‬توسعه بعدي ‪11 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫فصل سوم ‪ /‬تاثير عوامل اقليمي بر طراحي ساه ‪11 .................................... ................................‬‬ ‫‪ ۱-1‬بارهاي باد و يخ ‪13 ....................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ ۱-۱-1‬محاسبه فشار باد ‪11 ....... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-۱-2‬محاسبه بار تركيبي ناشي اه يخ و باد ‪11 ......... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-۱-1‬ثبات باد ‪11 .................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-1‬محافظت در برابر تغييرات جوي و آذرخش (بر آسما ) ‪51 .......... ................................‬‬ ‫‪ 1-2-۱‬محافظت در برابر يخ ‪11 ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-2-1‬ناوذ هواي مرطوب ‪11 ................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2-1‬محافظت در برابر بر آسما ‪11 ................... ................................ ................................‬‬ ‫فصل چهارم ‪ /‬مشخصات عمومي ساختماني ‪11 ......... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-۱‬برجهاي بتوني ‪51 ......................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2‬برجهاي مشبك فلزي خودايستا ‪55 ................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬دكلهاي مشبك فلزي مهاري ‪24 .................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬دكلهاي فلزي لولهاي مهاري ‪21 .................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬ساه هاي فايبرگالسي رهيني ‪25 ..................... ................................ ................................‬‬ ‫فصل پنجم ‪ /‬انتخاب ارتااع پايه نگاهدارند آنتنها ‪11 ............................... ................................‬‬ ‫‪ 1-۱‬ارتبا با بهر آنتن ‪23 ................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2‬ارتبا با توپوگرافي منطقه تحت پوشش ‪34 ................................... ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬تاثير انحراف دكل ‪31 .................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬موانع سايت ‪35 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫فصل ششم ‪ /‬وابستگي متقابل طراحي آنتنها و نگاهدارند هاي آنها ‪11 ......................................‬‬ ‫‪ 1-۱‬آنتنهاي با آرايش خطي و آنتنهاي دكل فوقاني ‪33 ....................... ................................‬‬ ‫‪ 1-2‬پايداري ساه نگاهدارند آنتن ‪304 ................ ................................ ................................‬‬

‫‪ 1-1‬فيدرها ‪302 ................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1-۱‬فيدرهاي ابتدايي ‪۱21..................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1-2‬فيدرهاي مدر ‪۱21....... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫فصل هاتم ‪ /‬كاربرد همزما دكلها و برجهاي مخابراتي براي مقاصد ديگر ‪۱21........................‬‬ ‫‪ 1-۱‬استااد اه يك دكل موجود فرستند موج متوسط ‪305 ..................... ................................‬‬ ‫الف) سيم پيچي فيدر ‪۱21.......... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫ب) اتصال بوسيله مبدل (ترانساورماتور) ‪۱21............ ................................ ................................‬‬ ‫ج) نصب فيدر ‪ VHF‬يا ‪ UHF‬در فاصله معادل يك چهارم طول موج ‪۱۱2..................................‬‬ ‫د) عايقااري فيدر ‪ VHF‬در داخل دكل ‪۱۱۱............... ................................ ................................‬‬ ‫) تغذيه تابشگر دكل بصورت مواهي ‪۱۱2................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2‬دكلهاي مربو به آنتنهاي تقويت راديويي ‪331 ............................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬ساير تاسيسات مناسب برجها ‪332 ................. ................................ ................................‬‬ ‫فصل هشتم ‪ /‬مسائل مربو به تعميرات و نگهداري ‪۱۱1........................... ................................‬‬ ‫‪ 1-۱‬ساه هاي فوتدي ‪335 ................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2‬مهارها و تايهگا ها ‪333 ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2-۱‬مهارها ‪۱۱1..................... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2-2‬تايهگا ها ‪۱22................ ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-2-1‬فونداسيو هاي تايهگا ها ‪۱22........................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬تنظيم كشش مهارها ‪340 ............................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬حااظت آنتنها ‪344 ...................................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬تعمير و نگهداري آنتنها ‪344 ........................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-5‬باهرسي و آهمايش فيدرها و آنتنها ‪342 ......................................... ................................‬‬ ‫فصل نهم ‪ /‬مبناي محاسبات دكلها و برجهاي فلزي ‪۱21........................... ................................‬‬ ‫‪ ۱-1‬فشار ديناميك پايهاي ‪341 .............................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 2-1‬ضريب آيروديناميك ‪342 ............................... ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬تشايل يخ ‪343 ............. ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬ضريب فشار ‪310 .......... ................................ ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬جابجايي جانبي مجاه ‪313 ............................. ................................ ................................‬‬ ‫‪ 1-1‬ضريب اطمينا ‪313 ................................