Проектирование и монтаж антенно-мачтовых сооружений СВ-диапазона

Не так давно на просторах Хабра можно было достаточно часто встретить посты, посвящённые каким-либо проектировочным и монтажным работам в связной тематике. Меня особенно всегда интересовали работы в «полевых условиях» по нескольким причинам.

Во-первых, многие технические решение в подобных условиях рождаются буквально на месте, давая пищу для ума. Во-вторых, для меня это близкая тематика.

В последнее время количество подобных постов поуменьшилось, как мне кажется. Это стало толчком для меня написать про работу конторы, в которой я тружусь. Одно из наших направлений — возведение антенно-мачтовых сооружений из композитных материалов. Для более подробного описания всех, пусть небольших, но ноу-хау нашей конторы, сделаю отчёт о командировке, состоявшейся в конце декабря в станицу Голубицкую, в Темрюкский радиоцентр. Нашей задачей было установить 30-метровую биконическую антенну СВ-диапазона.

В мачтовом исполнении она выглядит так. Синим цветом изображены проводники. В нашем случае — 16 штук.

image

Принципиальное отличие этой антенны для нашей фирмы заключалось в том, что решено было использовать новый метод сборки антенны. Сама мачта, в новой версии, состоит из патрубков из стекловолокна и гильз, их соединяющих.

Про гильзы стоит рассказать отдельно. Для них было решено использовать материал «препрег». Если коротко, то это угольные волокна (или стекло) с слоями эпоксидной смолы. В качестве полуфабрикатов с завод они приходят в виде рулона и прекрасно гнутся и нарезаются, как линолеум. Далее, в зависимости от толщины волокон, задав нужную форму, нужно применить свой цикл термической обработки. После чего материал затвердевает «на разрыв» не уступает стали.

Для формирования нужных нам гильз мы построили термический «шкаф», где при нужном нам термическом цикле вращался вал с нужной толщиной препрега. Постройка шкафа и формирование гильз тоже заняло большое количество времени, но это совсем другая история.

Так выглядит сам шкаф:

image
image

Гильзы «доехали» до объекта. Красная оболочка — акриловая плёнка для защиты от УФ.

image

Теперь перейду непосредственно к монтажу. Рядом с радио центром расположено антенное поле, где заранее для антенны уже были забитонированы гнёзда для оттяжек и само снование. Красным отмечено место будущей мачты.

image

Отдельно стоит отметить климатические особенности местности. Радиоцентр расположен между Чёрным морем и лиманом. От этого почти постоянно сильнейшие восходящие потоки воздуха, что сказывается на проектировании любых высотных сооружений там.

Первый день мы занимались формирование частей мачты, клеили гильзы к патрубкам. Отдельно стоит отметить топовую гильзу и нижнюю, которые также были «сварены» собственными силами.

image

Верх:

image

Низ:

image

Так как работы проводились по большей части в поле, то трудовой день ограничивался световым днём, никаких мощных осветителей не предусматривалось.

Во второй день части антенны перекочевали на поле. И антенна была собрана на земле:

image

Далее к мачте были прикреплены оттяжки из арамидного каната, а к проводящем дискам (см. фотографию верха и низа) были прикреплены проводники.

Далее началось самое интересное — подъём антенны.
Сам подъём выполняется с помощью рычага, который мы сделали из стекловолоконной трубы:

image

Но самая сложность заключается в выдержке перпендикуляра плоскости антенны и плоскости рычага, иначе при сильном натяжении плечо мачты может не выдержать и треснуть. Это проблема решается постоянным контролем натяжения оттяжек, во время всего подъёма.

Уже прилично стемнело и работать было невозможно, пришлось окончательный подъём отложить на следующий день.

Вот таким солнечным утром нас встретил следующий день:

image

Сразу с утра мы начали постепенный подъём мачты. Несколько фотографий с этого процесса:

image
image
image

После поднятия важно выставит вертикальный уровень и скомпенсировать натяжения канатов. Для этого нам помогает теодалит.

Всё оставшееся время до темноты крепим проводники (тоже надо следить за натяжением) к нижнему проводящему диску, от которого уже пойдёт кабель в радиоцентр.

image

Крепление самого кабеля проходило уже в полной темноте с маленькими фонариками в руках, и фотографии тоже нет.

Далее небольшие отладочные работы и… антенна заработала. Померили КСВ, попросили оператора другого центра дать тестовый счёт.

К сожалению, из-за проблем с земельными проводниками на поле, антенна показала не лучшие характеристики. КСВ на нашей частоте около 3, а приёмный счёт на 2 — 3 из 5. Но работы по исправлению этой проблемы будут вестись.

Спасибо всем, кто прочёл! Надеюсь было интересно.

Готовая, законченная антенна:

image
Ads
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More

Comments 12

    +2
    Всегда считал, что биконическая антенна это антенна из двух конусов, обращенных острыми концами друг к другу, питание подается к острым концам симметричной двупроводной линией или коаксиальной, проходящей внутри одного из конусов. Так было написано в учебнике по антеннам. Здесь же мы имеем «толстый» несимметричный вибратор над (полу)проводящей плоскостью. Длина его для СВ диапазона должна была быть немного меньше 7.5 м, может быть, 6 или 6.5 м. Рассчитать КСВ такой антенны с учетом типа почвы и с хорошей точностью можно в бесплатной радиолюбительской программе MMANA, например: gal-ana.de/basicmm/ru/
      0
      Может вы и правы, но если посмотреть на схематическое представление, на первом рисунке, то получаются, что те же конусы, но развёрнуты, по сему и отнёс её к этому классу.
      спасибо за советы.
      0
      Судя по фото, недалеко от антенны расположены какие-то другие мачты и т.п. объекты, они могут заметно влиять на КСВ, ДН и прочие параметры, так что их тоже следовало бы учесть при моделировании.
        0
        justakoma, если не секрет, то какой препрег вы покупали и где? Какая получилась толщина стенки гильзы?
          0
          Поддерживаю вопрос.
          Также хотел бы спросить:
          1) Как организована молниезащита?
          2) Что с горючестью и вандалоустойчивостью этого материала для мачты?
            0
            Препрег покупался в Германии. Там помимо угле волоконного продавался также стекло волоконной. В планах работать именно с ним, так как уголь имеет проводимость, а мачты должны всё таки быть радио прозрачными.
            Толщина (без акриловой оплетки) примерно 6 мм. В кустарных испытаниях этого оказалось достаточно для подобной задачи. Плюс, по мере ухода от низа вверх можно его немного утонщать, в целях экономии, но мы не стали.
              0
              Прошу прощение, перепутал местами комментарии.
              От молний стоит в основании специальный разрядник.
              Горючесть — отдельный вопрос, специально подбирались материалы, стойкие к горючести. Тот же арамидный канал. Препрег в затвердевшем состоянии держит 180-200 градусов, но даже в случае превышения этого порога просто оплавиться, если можно так сказать.
              Что касается вандализма, то металл наверное более верный материал, но всё равно, надо имеет большое желание, чтобы сломать гильзу или, тем более, патрубок.
              Спасибо за вопросы.
              0
              Может не в тему, но рад, что хоть где-то вводится в строй новое СВ-оборудование (далее умолкаю, ибо Хабр не для политики). Спасибо автору за информацию.
                0
                Как думаете, реально делать из препрегов АМС высотой 50-60 метров?
                  0
                  На вскидку сложно сказать, но мы рассчитывали до 45 метров, и вроде, должно держать. Тут всё зависит ещё от полезной нагрузки на АМС. В данном случае мы имеем штырь с растянутыми проводниками, а если, допустим, в топе закреплять более массивные конструкции это уже другая нагрузка (например мобильные подстанции).
                  Помимо этого стоит отметить, что препрег — материал гильз, основа всё равно стекло волоконные патрубки. Так что, думаю, пользуясь экстенсивным методом, т.е. утолщением несущих конструкций, можно добиться определённого результата.
                  0
                  Весьма удивлен этим фактом. Последние месяцы, изучая информ. ресурсы, полагал, что государство забило на мощное радиовещание вообще.
                    0
                    Ну как, через пяток лет удалось снизить КСВ и какими методами? И на какой частоте работает антенна? Не терпится послушать ;)

                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.