專利名稱：帶有安裝軸的天線塔結構的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及電信塔，尤其涉及用在無線通信系統中的天線 塔結構。
背景技術：
普遍用于無論是自支撐還是拉線式電信塔/桿的技術是網格鋼結 構。通常利用熱浸鍍鋅將這些桿鍍鋅，在這種鍍鋅中，用鋅層將這種鋼結構涂覆。通常以30至50年的設計壽命制造鋼塔。經過涂覆的結 構對機械磨損敏感，且網格鋼塔也不例外。塔的表面在運輸和安裝時 受損，且需要在安裝塔時對這些損傷進行修復。由于熱浸并不是安裝 塔時的選擇，所以用冷鍍鋅涂覆/噴涂是所使用的方法。在運輸和安裝 期間不能夠避免對防護性鋅層的損傷，而且會在受損區域開始腐蝕。 腐蝕決定所有鋼結構的設計壽命，而在并不考慮鋅層的情況下，要求 進行某種維護以阻止結構的使用壽命期間的腐蝕。目前正在開發多種新的類型的桿。專利文件WO02/41444 Al、 US2003/0142034 Al和US5995063 A是描述了具有內部部分和外部部 分的中空/管狀天線桿的一些文件。專利文件WO 02/41444 Al描述了 一種包括桿的通信桿組件，這 種桿從可潛入水中的設備外殼延伸。這種外殼可容納空氣調節設備， 這種空氣調節設備位于這種外殼的進入空間內。這種布置還可以是這 種桿提供以入口通道和出口通道形式的通風管道，以用于大氣循環。專利文件US2003/0142034 Al描述了一種電信桿裝置，這種電信 桿裝置包括支撐電信天線的中空桿和支撐這種桿的基礎結構。根據該 發明，這種基礎結構以封閉室的形式，這種封閉室至少部分地且優選完全位于地下。這種室限定內部空間，人員可進入該內部空間且該內 部空間容納與天線的運行關聯的電氣設備。專利文件US5995063 A描述了一種天線結構，這種天線結構包括 具有內部和外部的中空天線桿、設置在該中空天線桿內的特殊設計的 可移動才莫塊和」提升裝置。這種可移動才莫塊具有至少一個天線、至少一 個RF才莫塊和連接到該至少 一個天線和該至少 一個RF才莫塊的至少 一個 RF傳輸裝置。提升裝置允許該可移動模塊在低位置與高位置之間在 該中空天線桿內的升高和降低。還有其它類型的電信塔/桿且優選的是單極，這些類型的電信塔/ 桿基本上是鋼、鋁或混凝土柱，在這些柱上，電信系統附在外表面部 分上。現有方案和結構的一些問題在于，從公眾的眼光來看，感覺這些 方案和結構在景觀中并不受歡迎。在多種情形中，現有的塔結構制造 成本高、在上面進行工作成本高且困難，而且要求單獨的設備設施， 如防護罩或室外防護設備。在一些方案中，電信設備附到塔并因此而 暴露在天氣變化之中。發明內容帶有一個或多個無線電基站的天線塔結構，這些無線電基站布置 在內部安裝軸中的頂部附近，這種安裝軸允許人員進入無線電基站并 代表新的思考類型。所提及的現有技術文件中沒有描述中空結構是用 作整個天線無線電基站(RBS)并全部在相同的結構中的防護罩、氣 泵、溫度均衡器和升降軸的塔的內部。因此，本發明的實施例在于引入一種用在無線通信網絡中的新的 天線塔結構，其中，這種塔在制造時成本不高，且盡可能在并不中斷 無線電傳輸的情況下進行工作。本發明的目的在于引入一種新的天線塔結構，這種天線塔結構具 有更長的壽命周期、較好的特征并具有與環境更加親和的制造過程。本發明的另 一個目的在于引入一種新的天線塔結構，在這種天線 塔結構中，所有的電信設備均完全結合在外表面之內。通過這種構造 幾何結構以及電信設備完全包圍在這種構造的界限內，將無線電基站 制造得更加安全且干擾更少。本發明的再一個目的在于提供一種新的天線塔結構，這種天線塔 結構包括基本上垂直伸長的塔體，這種塔體帶有設在塔體內的內部安 裝軸。這種塔還包括一個或多個無線電基站，這些無線電基站布置在 該安裝軸內并鄰近于在塔體頂部的一個或多個關聯的天線。還進一步 地形成這種安裝軸以允許人員進入這種無線電基站。本發明的再一個目的在于提供一種用于天線塔結構的升降裝置， 這種升降裝置包括升降子單元，該升降子單元載有至少 一個無線電基 站和關聯的天線。這種升降子單元可由自動鎖定布置從位于天線塔結 構的頂部的升降單元拆卸。本發明的再一個目的在于提供一種無線通信系統，這種無線通信 系統包括一個或多個天線塔結構，其中，每種結構配有至少一個用作 用戶設備的進入點的天線無線電基站。這種無線通信系統的特征在于 將這些天線塔結構鑄造成并分成具有中空截面的管狀塔區段。這些區 段還包括用于沿著天線塔結構的延長線移動整個天線無線電基站的 裝置。這種天線無線電基站設置在管狀塔的內部。此外，每個天線塔 結構具有進入天線塔結構的至少一個入口 ，以進入天線無線電基站的 業務。
圖1示出了根據本發明的實施例的天線塔結構。圖2示出了根據本發明的另一個實施例的天線塔結構。 圖3示出了根據本發明的再一個實施例的天線塔結構。 圖4示出了根據本發明的再一個實施例的天線塔結構。 圖5a和5b示出了根據本發明的實施例的天線塔結構。圖6示出了根據本發明的再一個實施例的天線塔結構。圖7示出了根據本發明的實施例的升降裝置。圖8a和8b示出了根據本發明的實施例的用于天線塔結構的基礎。圖11是示出了根據本發明的實施例的方法的流程圖。 圖12是示出了根據本發明的實施例的系統的框圖。
具體實施方式
由獨立權利要求所限定的產生一種塔的優點有許多。本發明消除 了工作或準備期間戶外腐蝕、電纜與饋線故障以及無線電傳輸中斷所導致的問題。RBS與天線之間截短的饋線有效地降低功率損耗，這些功率損耗 出現在常規的實際尺寸RBS設施900 (圖9 )中，這種RBS設施900 帶有與天線塔920分離的RBS防護罩910，天線塔920帶有位于頂部 的天線930，其中，該RBS經由長饋線電纜940連接到這些天線。在 美國專利文件US5995063 A中提出了可將RBS設備的部件置于天線 桿的頂部區段，以不使用帶有實際阻尼的長饋線和因此而導致的功率 損耗。這種技術稱為"主遠程單元"并主要用于小場地RBS。這種"主 遠程單元"概念涉及將RBS的部件移動到較接近于塔或桿的頂部的位 置。這樣，除了其它的優點之外，還可避免一些饋線損耗。不過，為 了進入置于天線頂部的RBS設備以進行維護等，還必須將RBS設備 降低到地面水平，這就會導致無線電停機時間。在其中可保持饋線電 纜940短的另一種類型的RBS安裝是大型設施類建筑通信塔950,如 圖IO示意性地示出的那樣。這些通信塔950通常具有一個或多個無 線電通信網絡、電視廣播系統等中的主中心(mainhubs)的功能，且 通常包括在頂部附近的安裝設施960，其中，可布置一個或多個RBS 910，并將關聯的天線930布置在頂端上或沿著通信塔的側面布置。 術語"類建筑"是指將這些通信塔像建筑物那樣定尺寸和設計，且通常包括樓梯、多個樓層和全尺寸升降系統等。用在本申請中的術語"天線塔"是指用于單個RBS場地的非類建筑天線承載塔結構，但并不僅 限于容納一個單RBS和/或其它類型的無線通信或廣播設備。在本發明中，通過能夠具有一種構造來實現許多優點，這種構造 允許將整個天線無線電基站置于一種天線塔結構的頂部中。這些優點 如一安裝的簡單性；_理想的無線電傳輸利用率。短饋線意味著減少了對安裝在塔 上的;^文大器的需求；—管理所有可能的無線電標準(RBS、微波鏈路、雷達系統等) 的可能性；一僅要求用于室內環境的標準無線電設備； 一僅要求用于室內環境的標準天線設備； 一如通過實現多天線方案，幾乎無損耗管理不同無線電標準的 組合的可能性；一管理多天線方案的可能性； 一多區段方案的可能性。根據在圖1中示意性地示出的本發明的一個實施例，提供一種天 線塔結構10，這種天線塔結構10包括基本上垂直伸長的塔體20，塔 體20帶有設在塔體內的內部安裝軸30。形成安裝軸30以容納鄰近于 在塔體20的頂部的一個或多個關聯的天線50的一個或多個無線電基 站40。為了減少無線電停機時間，形成安裝軸30以允許人員60進入 無線電基站40，而無需將基站降低。為了使人員充分地進入RBS,這 種安裝軸必須足夠地大，以使人可占據RBS前面的空間，以進入并進 行基本上所有的正常維護和業務操作。允許充分地進入RBS設備所需 的通過RBS的安裝軸的體積取決于RBS設備的大小。根據一個實施 例，天線塔內的RBS設備包括標準的安裝在支架上的單元，這些單元 具有標準的介于60與100cm之間的寬度和介于30與80cm之間的深度。根據一個實施例，在無線電基站的安裝軸的截面積至少為2.0、 2.5。 3.01112或更大。RBS前面的自由空間至少為但并不僅限于1.0至 2.0 m2。根據一個實施例，這種塔在無線電基站高度處可基本上呈圓 形截面，且半徑至少為0.7、 0.9或1.3m或更大。根據一個實施例，將兩個或更多獨立的無線電基站鄰近于在塔體 頂部的一個或多個關聯的天線布置在安裝軸內。為了保存塔的頂部區 段內的有限空間，可將這些RBS堆疊成一個在另一個的頂部上。這些 RBS的制造和電信系統屬于相同的類型，但它們也可屬于不同的運營 商或電信系統，如GSM、 WCDMA、 HSPA、 MIMO、 LTE或未來類 型的電信系統。天線塔還可容納其它類型的無線電通信設備和關聯的 天線，如無線IP網絡等，以及無線電或電視廣播設備。安裝軸30可延伸這種塔的高度的有限部分或總是從塔基延伸到 頂部。在安裝軸延伸通過整個高度的情形中，可經由在安裝軸的下端 部的入口門(未示出)等進入安裝軸，且通過爬行或在這種軸內的升 降裝置到達RBS。在圖1中，將塔體形成為基本上呈圓形截面的截錐體。正如在下 面更詳細地討論的那樣，塔體可以是許多不同的形狀。為了保護天線 并在安裝軸內建立受控環境，布置一種天線罩70，這種天線罩70從 伸長的塔體20延伸并包圍這些天線50。將天線罩70設計成在基本上 由從這些天線50所發射的無線電波透過的同時提供要求用于RBS設 備40的防護罩。根據一個實施例，天線塔具有在天線塔的下區域內 的一個或多個通風開口 90和在RBS上方的上區i或100內的對應開口 ， 這樣就出于堆疊效應而在安裝軸獲得空氣流。根據天線塔的地理位置 可能還需要另外的機械冷卻裝置，如空氣調節系統，且通常將另外的 這些機械冷卻裝置置于天線塔結構10的基部區段內。根據示意性地示于圖2中的一個實施例，包括安裝軸30的伸長 的塔體20由帶有三個或更多"塔腿，，120的墩式基礎110支撐在地面 水平上方的一定距離。在此實施例中，可經由在安裝軸30的底端的入口 (未示出)進入安裝軸。此外，該實施例明確地示出了設計運營 商專用塔結構的可能性，以增加認知度。根據天線塔結構所處的地區特征，根據本發明的天線塔結構可高于15m，且對于某些用途而言，高度可為50m。對于許多環境來講， 30至40m的高度將是適合的。為了使塔結構更加穩定，塔體在基部 的截面可大于頂部的截面。在一些實施例中，安裝軸的在基部的截面 也大于頂部的截面，這樣就導致比容納RBS的頂部區段容量更大的安 裝軸的下區段。該下區段可用于容納RBS的并不與無線電信號直接相 關的大而重的部件，如電池形式的應急電源等。中空基部區段(底部 區段)足夠地大以在室內環境中適合于大多數設備構形。基部區段通 常絕緣。具有中空構造的優點在于避免分離的防護罩。由于塔基的自 然攀登防護(scale protection )和抗攀爬幾何結構，所以也消除了對場 地護欄的要求。通過將塔體設計成一種自支撐結構，降低了額外成本并減少了與 支撐線有關的占地區域。而且，自支撐結構在視覺上更有吸引力。即便是電池等并不布置在天線塔結構的頂部，包括關聯的天線和 安裝裝置的RBS的累積重量也會在使用標準的安裝在支架的RBS元 器件時約為1000kg數量級。根據用途，考慮到這種質量會布置在高 于地面25m甚至更高的位置，塔體必須非常堅硬和結實以耐受風力載 荷等，尤其是在塔體自支撐時。減少RBS的大質量的影響的一種方式 在圖3中示意性地揭示并涉及對塔體進行設計以使塔體20的質量M2 (不包括基礎120 )與無線電基站設備40連同天線裝置50的質量M1 之比超過20:1或15:1。而且，應形成塔體20以使塔體和無線電基站 設備的重心CM低于塔體高度的約1/2，而并不太多地降低頂端的硬 度。根據一個實施例，正如在下面詳細描述的那樣，塔體20基本上 包括金屬加強的混凝土材料。通過將塔體設計成金屬加強的混凝土 ， 就可能實現上述硬度和質量方面。而且，薄壁混凝土設計會導致非常 有成本效率而仍耐久的設計。為了使這些天線和RBS免受破壞性雷擊的影響，天線塔結構可 設有經由引下線160接地的以一個或多個空氣終止器140、 150形式 的防雷裝置，如在圖4中示意性地示出的那樣。在圖4中，以垂直棒 形式的一個空氣終止器140從天線罩70的頂部表面延伸并因此而在 天線塔10的最高點提供低電位，從而吸引雷擊。與垂直棒140結合 或替代垂直棒140，設有兩個或更多空氣終止器，這些空氣終止器以 布置在塔體20頂部的基本上水平延伸的棒150的形式。形成這些水 平棒150以提供包圍塔體的頂部區段的低電位的"保護環"，從而偏 轉并吸引雷擊。當塔體20包括金屬加強的混凝土材料140時，可將 金屬加強件140的至少一部分作為來自防雷裝置140、 150的引下線 進行連4妄。根據示于圖5a和5b的一個實施例，伸長的塔體20包括兩個或 更多的模塊節段S1、 S2和S3，這些模塊節段互連以形成天線塔IO。 通過在節段Sl、 S2和S3…內制造這些元件，可預制帶有安裝軸30 的塔體20并之后在現場進行組裝。正如將在下面詳細描述的那樣， 這種才莫塊方式非常適合于制造加強的混凝土制成的塔體。用混凝土才莫 制天線塔可將絕緣體附在才莫型中并在鑄造這些節段時安裝絕緣體。還 可將電氣導管置于才莫型中以及其它細部中。不過，還可有利地用其它 材料支撐制成天線塔，例如但并不僅限于金屬、塑料、基于水泥的材 料、木材、玻璃、碳纖維和它們的復合物。根椐一個實施例，天線塔 的至少一個區段包括纖維加強的塑料夾層材料。而且，才莫塊天線塔中 的單個節^:可包括兩種或更多種材料或這些材料的組合，且才莫塊天線塔中的不同節段可包括不同的材料。根據一個實施例，在天線塔頂部 的一個或多個節段包括重量輕的材料，以降低天線塔的重心。圖6示出了塔體的一個實施例，該塔體包括由八個區段B1-B8組 成的兩個基部區段Sl和S2，以及多個模塊塔節段S3至S7。通過形 成徑向區段B1至B8的基部節段，就便于基部區段的制造和運輸。所 公開的實施例具有圓形截面且基部直徑為5.0m，而模塊塔節段的直徑為1.8m。天線塔設有天線罩70，且包括天線罩70的總高度為40m。 而且，模塊塔節段S1至S5中的至少兩個基本上相同，因此，它們能 夠在相同的才莫型中才莫制。通過將一個或多個"相同的"節段S1至S5 略去或添加，可提供不同高度的塔，而并不改變才莫型設計。用任何適當的方式將相鄰的模塊節段互連，如螺栓、鉚釘、粘合 劑、焊接等。為了便于互連，相鄰的^t塊節段可設有配合互連裝置。 配合互連裝置可包括配合引導結構，以確保組裝期間的精確角對準和 側向對準。根據其中的模塊節段包括金屬加強的混凝土的 一 個實施 例，互連裝置包括金屬構件，這種金屬構件牢固地附接到該金屬加強 結構，如通過在該節段的模制之前的焊接或螺栓和螺帽。在一個包括 金屬加強的混凝土的實施例中，將金屬加強件的至少一部分作為從防 雷裝置的引下線連接，在這種實施例中，兩個相鄰的模塊節段中的金 屬加強件結構的至少一部分電氣連接，如因為兩個配合互連裝置在這 兩個節段的金屬加強件構件的至少一部分之間提供電氣接觸。根據一個實施例，提供一種模塊天線塔節段，這種模塊天線塔節 段包括伸長的節段體和互連裝置，這種伸長的節段體帶有設在節段體 內的內部安裝軸，且互連裝置在一個或兩個縱向端部，并用于兩個或 更多塔節段的互連以形成天線塔體。正如前面所描述的那樣，這種節段體可基本上包括金屬加強的混凝土。根據本發明的天線塔的才莫塊概 念涉及模塊天線塔節段的預制并大大減少建造天線塔所要求的現場 組裝時間。進一步減少現場組裝時間的一種方式是盡可能多地預先安 裝在安裝軸內的設備，如攀爬裝置、升降導向裝置、電力電纜等。根 據一個實施例，帶有關聯的天線的無線電基站預先安裝在一個才莫塊天 線塔節段的安裝軸內，并因此而在將該模塊節段抬升至適當的位置的 同時布置在安裝軸內的適當位置。為了降低損壞RBS和/或這些天線 的風險，將RBS適當地預先安裝在頂部節段內，該節段作為最后的節 段抬升至適當的位置。這樣，含有RBS設備的沖莫塊節段就會具有運輸 防護的功能。還提供一種用于模塊天線塔的組裝的方法，這種方法包括將兩個 或更多的預制的伸長模塊天線塔節段互連的步驟，這些天線塔節段帶 有設在其中的內部安裝軸，這種內部安裝軸以基本上垂直的位置，以 形成天線塔體。根據一個實施例，這種方法還包括在將該節段互連之 前，將帶有關聯的天線的無線電基站固定在預制的伸長模塊天線塔節 段之一的安裝軸內的步驟。而且，還提供一種生產模塊天線塔的節段的方法，如圖11所示，這種方法包括以下步驟步驟l:提供一種模型，這種模型限定許多伸長的塔體，這種塔 體帶有設在其中的內部安裝軸；步驟2:將金屬加強構件布置在該模型中的預定位置；步驟3:將互連裝置布置在才莫型的一個或兩個縱向端部；步驟4:用混凝土填充模型；步驟5:將混凝土硬化；以及步驟6:將模塊節段從模型取下。根據一個實施例，進行步驟7:填充模型，且基本上垂直布置模型的縱向軸； 以及步驟8:通過選擇適當的混凝土成分，可從^t型的底部區段填充 這種模型。截面形狀的其它實例由橢圓形、正方形、旋轉形、三角形、矩形、 六角形、八角形等。本說明書中所揭示的這些天線塔實施例均為圓錐 形，因為基部的截面積大于塔的頂部區段的截面積，但其它形狀也在 考慮之中。根據要求形成區段，并且可將這些區段制成代表運營商的 識別標志或更好地適合于景觀。從商業的觀點來看，本發明的重要方 面在于引入了專用于美化的天線塔形狀，這種/這些形狀起到用于運營 商的識別標志的作用。作為另一種方面，這種天線塔結構可形成用于 廣告牌的支撐的一部分。除了進入位于塔體頂部的RBS的可能性之外，有時還可能有必 要接受無線電停機時間，如為了進行大范圍維護或更換主要元器件。 為了便于進行這些大規才莫操作，將這種/這些無線電基站和關聯的天線 布置在升降單元上，這種升降單元可由升降裝置在安裝軸內升高和降 低。圖7a和7b示出了升降裝置170的一個實施例，這種升降裝置170 包括升降子單元180，升降子單元180載有這種/這些無線電基站40 和關聯的天線50,這種/這些無線電基站40和關聯的天線50布置成 沿著升降導向裝置200隨著升降單元190行進。這種升降裝置170還 包括驅動裝置(未示出)。將子單元180布置成可從升降單元190拆 卸并可由機械鎖定裝置210保持在天線塔結構的頂部。而且，升降單 元190可包括輸送平臺220,這種輸送平臺220用于將設備輸送到這 種/這些無線電基站和從這種/這些無線電基站輸送設備，并用作用于 無線電基站設備的維護的工作平臺。根據一個實施例，在升降子單元180在上升運動期間到達安裝軸 內的預定鎖定位置時，將機械停止裝置210自動鎖定。為了降低子單 元180,在將升降子單元180升高距該鎖定位置的預定距離時將機械 停止裝置210自動解鎖，這樣，升降子單元180就在經過鎖定位置時 在安裝軸中向下自由跟隨升降單元190。圖8a和8b示出了基礎的一個實例，該基礎使用可擴展鋼樁230 ， 鋼樁230可用于支撐根據本發明的天線塔10。在所揭示的實施例中， 鋼樁230的數量減少至3個，而樁230的數量顯然必須適合于特定的 塔設計。鋼樁230的使用在可將塔10豎立之前減少地面準備的量， 因為這些鋼樁可調節地連接到塔的基部，因此，這些鋼樁易于適應不 平坦的或傾斜的地表面等。根據一個實施例，根據地面特征，用混凝 土柱基等替代一個或多個鋼樁230。根據另一個實施例，這種基礎是 傳統上的混凝土提基和煙自基礎。如前所述，本說明書中所揭示的幾個天線塔實施例有利地用金屬 加強的混凝土制成。明確地來講，可對f混凝土/混合物進行選擇，以使大于IOO年的設計壽命能夠得到保證，而無需維護。這種混凝土天線塔結構不像涂覆的鋼結構那樣易于刮擦和受到表面損傷。優選這種 塔不會涂漆，且色彩來自著色混凝土。這些是在用混凝土制成的天線塔結構的制造和開發中發現的一些優點1. 慢熱RBS通常要求周圍的溫度在約攝氏+ 5度至攝氏+ 45度之間。這 就會在溫度非常高的白天的較熱氣候中產生問題。不過，溫度在夜間 甚至在較熱的氣候中降低許多度。常規的快熱構造如電信防護罩利用 主動冷卻如空氣調節器來冷卻i殳備。主動冷卻消^^大量的功率，因此 對網絡運營商來講是運行產品的正在進行的成本的第 一運行花費 (OPEX)。混凝土是一種慢熱材料。這種天線塔結構旨在利用這一 點在熱的氣候中在24小時期間平衡溫度。在夜間，由于4交低的室外 溫度，這種天線塔結構會冷卻下來。較低的室外溫度，即"堆疊效應"， 并不單獨能夠將天線塔結構冷卻，還可能要求機械強制/受控通風。在 曰間，溫度再次升高，冷卻后的天線塔結構中的質量會完成削減峰值 溫度并因此而能夠維持較涼的室內氣候。2. 當;也制造鋼網格塔和其它類型的塔要求工廠制造。鋼的精確切割、焊接環 境和熱浸鍍鋅均要求工廠室內設施。往往遠離現場設施制造鋼網格 塔，并通常在國家之間和大陸之間輸出鋼網格塔。根據本發明的實施例，用混凝土鑄造天線塔結構。混凝土是水泥、 混凝料和水的混合物。只要能夠提供配料，可在任何地點混合混凝土。 將用區段制成天線塔結構，且每個區段會需要模型。才莫型用鋼制成并 設定用于才莫鑄元件的精確度量。可成千上萬次地重復使用才莫型。由于 只要足夠地制成才莫型，這種制造工藝非常簡單，所以可在臨時建造的 野外工廠制造天線塔結構。這樣就削減了成本的主要部分、使制造工 藝非常簡單，同時與環境更加親和。3. 降低成本成本標準已在前面做了討論。這種天線塔結構比鋼網格塔重得 多，但每噸的成本要低得多，且天線塔結構的總材料成本將會約為等 量的網格塔的成本的一半。就制造而言，元件的鑄造是一種非常簡單 的工藝，且元件鑄造的制造成本低于鋼網格塔的制造成本。4. 剛性/》更度從構造的角度來講，混凝土比鋼結構有好處，如搖擺阻尼和磨損。5. 重量/基礎作用在塔上的力與風有關。設計參數有風區域、風速、表面因 數、返回周期和地形種類等。為了不在暴露給風時翻倒，塔使用基礎。 用于鋼網格塔的普遍基礎技術是用現場鑄造混凝土制成的瘋基和煙 自構造。示范性混凝土閥基體積約為35立方米(m3)，當然，這種 體積根據塔的高度和負載情況，但根據經驗而定。轉換成重量后，這 種體積相當于85噸。天線塔結構的一個實施例通常具有約為30 p屯(13 立方米混凝土)的計算重量。天線塔結構的主要重量接近于地面，這 樣，就傾覆方面而言，使得這種天線塔結構成為一種非常穩定的構造。 天線塔結構在地面以上的總重意味著需要減小基礎或不同地制造。用 于這種天線塔結構的基礎將會用可擴展鋼樁制成，且有時結合泥土錨 定器。與現場鑄造基礎相比，這是一種快速而成本低的方法。6. 自由成形可將混凝土形成任何形式和/或色彩。可用同樣的^莫型制成精確的 成千上萬的復制品。這是利用這種天線塔結構產生不同而獨特形狀的 意圖。網格鋼并不具有這種自由度。7. 環境鋼的制造消耗能量。根據在新西蘭惠靈頓的維多利亞大學開發的 具體化能量系數的統計，鍍鋅精煉鋼具有34.8MJ/Kg的系數。預制混 凝土通常要求2.0MJ/Kg。這種天線塔結構體包括加強的預制混凝土。 根據指數，鋼筋具有8.9MJ/Kg的系數，這種系數是塔管中的一個組分。計算用于優選的塔管的是每立方米混凝土 200kg加強。這就意味 著用于每立方米混凝土中的鋼筋1780MJ。示范性塔管消耗約13立方 米的混凝土。混凝土的比重約為2500千克/立方米。這就意味著每立 方米混凝土 2 x 2500MJ。整個塔的優選數量會具有13 x ( 1780 + 5000 ) MJ = 88,140MJ的系數。鋼網格塔(40米)具有約9,000kg的重量。 9000 x 34.8MJ = 313,200MJ。因此，該實例的天線塔結構消耗產生相當于網格塔所要求的能量 的約25%。總之，與用混凝土之外的材料制成的現有技術中的塔/桿相比，認 為本發明的天線塔結構具有許多優點。用于本發明的目的的塔的示范性材料是以鋼纖維水泥為基礎的 復合材料，即混合混凝土的金屬網和/或鋼筋。也認為能夠采用其它材 料，例如但并不僅限于金屬、塑料、基于水泥的材料、木材、玻璃、 碳纖維和它們的復合物。圖12是示出了根據本發明的實施例的用于無線通信的系統的框 圖。這種無線通信系統300包括一個或多個天線塔結構310，每個天 線塔結構310配有用作用于用戶設備320的進入點的至少一個天線無 線電基站。該系統的這些天線塔結構才莫鑄而成，并分成具有中空截面 的管狀塔區段。這些區段配有用于沿著該天線塔結構的延長線移動整 個天線無線電基站的布置，其中，這種天線無線電基站設置在管狀塔 的內部。每個天線塔結構具有進入天線塔結構的至少一個入口 ，以便 能夠進入天線無線電基站的業務。該系統30允許運營商專用天線塔 結構設計(0P1、 OP2、 OP3、 OP4、 OP5等)。在另 一個實施例中，運營商專用設計使工作人員更容易地將特定 天線塔結構從其它的塔中識別出來，其中，將對塔內的設備提供服務、 更新或重新進行配置。雖然已參考具體的示范性實施例對本發明進行了描述，但這種描 述在總體上僅旨在例證這種創造性概念，不應認為是對本發明的范圍進行限制。本領域中熟練的技術人員會理解，在并不脫離本發明的范圍的前 提下，可對本發明進行各種修改和變化，本發明的范圍由所附的權利 要求書限定。
權利要求
1.一種天線塔結構(10)，所述天線塔結構(10)包括基本上垂直伸長的塔體(20)，所述塔體(20)具有設在其中的內部安裝軸(30)，其中，將一個或多個無線電基站(40)在位于所述塔體的頂部的一個或多個關聯的天線(50)附近布置在所述安裝軸中，以及所述安裝軸被形成為允許人員(60)進入所述無線電基站。
2. 如權利要求1所述的天線塔結構，其中，所述安裝軸從塔基部 延伸到所述頂部。
3. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，在所 述無線電基站處，所述安裝軸的截面積至少為1.0、 1.5、 2. (W或更 大。
4. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所述 塔在所述無線電基站處基本上呈圓形截面，所述圓形截面具有至少為 0. 7、 0. 9、 1. 3m或更大的半徑。
5. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所述 RBS包括標準的安裝在支架上的單元。
6. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中在位于 所述塔體的頂部的一個或多個關聯的天線附近，將兩個或更多分離的 無線電基站布置在所述安裝軸中。
7. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所述 塔體和所述安裝軸在所述基部具有比在所述頂部大的截面積。
8. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，可在 內部攀爬所述安裝軸。
9. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所述 伸長的塔體包括兩個或更多模塊節段(SI, S2...)。
10. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，所述模塊節段 中的至少兩個大小相同。
11. 如前面的兩項權利要求中的任一項所述的天線塔結構，包括 基部節段，所述基部節段具有下端部，所述下端部的截面積大于布置 在所述下端部上的模塊節段的截面積。
12. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，所述基部節段 包括兩個或更多互連的區段(Bl， B2…)。
13. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所 述塔體與所述無線電基站設備連同所述天線裝置的質量之比超過 20:1，且形成所述塔體以使所述塔體和所述無線電基站設備的重心(CM)低于所述塔體高度的約1/2。
14. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所 述塔是一種自支撐結構。
15. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所 述塔體基本上包括金屬加強的混凝土材料。
16. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，包括經由 引下線(160)接地的以一個或多個空氣終止器形式的防雷裝置(140、 150)。
17. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，以基本上水平 延伸的棒(150)形式的兩個或更多空氣終止器被布置在所述塔體的 頂部。
18. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所 述塔體基本上包括金屬加強的混凝土材料，且金屬加強件的至少 一部 分作為來自防雷裝置的引下線進行連接。
19. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，包括天線 罩(70)，所述天線罩(70)從所述伸長的塔體延伸并包圍所述天線。
20. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所 述無線電基站屬于GSM、 WCDMA、 HSPA、 MIMO、 LTE或未來類 型的電信系統。
21. 如前面的權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中，所述無線電基站和關聯的天線被布置在升降單元(190)上，所述升降 單元(190)可由升降裝置(170)在所述安裝軸中升高和降低。
22. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，將載有所述無 線電基站和關聯的天線的升降子單元(180)布置成隨著所迷升降單 元行進，且可由機械鎖定裝置(210)從所述升降單元拆卸以及保持 在所述天線塔結構的頂部。
23. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，所述升降單元 包括輸送平臺(220),所述輸送平臺(220)用于將設備輸送到所述 無線電基站以及從所述無線電基站輸送設備，并用作所述無線電基站 設備的維護的工作平臺。
24. 如前面的兩項權利要求中的任一項所述的天線塔結構，其中， 在所述升降子單元上升運動期間到達所述安裝軸內的預定鎖定位置 時，將所述機械停止裝置自動鎖定。
25. 如前面的權利要求所述的天線塔結構，其中，在將所述升降 子單元升高至距所述鎖定位置預定距離時，將所述機械停止裝置自動解鎖，由此所述升降子單元就在經過所述鎖定位置時在所述安裝軸中自由跟隨所述升降單元向下。
26. —種用于天線塔結構(10)的升降裝置(170)，所述升降裝 置(170)包括載有至少一個無線電基站(40)和關聯的天線(50) 的升降子單元(180)，其中所述升降子單元可由自動鎖定裝置(210) 從位于所述天線塔結構頂部的升降單元(190)拆卸。
27. 如前面的權利要求所述的升降裝置，其中，在所述升降子單 元上升運動期間到達預定鎖定位置時，將所述機械停止裝置自動鎖 定。
28. 如前面的兩項權利要求中的任一項所述的升降裝置，其中， 在將所述升降子單元升高至距所述鎖定位置預定距離時將所述機械 停止裝置自動解鎖，由此所述升降子單元在經過所述鎖定位置時自由 跟隨所述升降單元向下。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種天線塔結構(10)，這種天線塔結構(10)包括基本上垂直伸長的塔體(20)，塔體(20)具有設在其中的內部安裝軸(30)。將一個或多個無線電基站(40)在位于塔體的頂部的一個或多個關聯的天線(50)附近布置在該安裝軸內。形成安裝軸以允許人員(60)進入該無線電基站。還提供一種用于天線塔結構(10)的升降裝置(170)。
文檔編號E04H12/00GK101405464SQ200780009771
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月16日 優先權日2006年3月20日
發明者P·哈格 申請人:艾利森電話股份有限公司