模块天线塔结构的制作方法

专利名称：模块天线塔结构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及电信塔，尤其涉及用在无线通信系统中的天线 塔结构。
背景技术：
普遍用于无论是自支撑还是拉线式电信塔/杆的技术是网格钢结 构。通常利用热浸镀锌将这些杆镀锌，在这种镀锌中，用锌层将这种钢结构涂覆。通常以30至50年的设计寿命制造钢塔。经过涂覆的结 构对机械磨损敏感，且网格钢塔也不例外。塔的表面在运输和安装时 受损，且需要在安装塔时对这些损伤进行修复。由于热浸并不是安装 塔时的选择，所以用冷镀锌涂覆/喷涂是所使用的方法。在运输和安装 期间不能够避免对防护性锌层的损伤，而且会在受损区域开始腐蚀。 腐蚀决定所有钢结构的设计寿命，而在并不考虑锌层的情况下，要求 进行某种维护以阻止结构的使用寿命期间的腐蚀。目前正在开发多种新的类型的杆。专利文件WO02/41444 Al、 US2003/0142034 Al和US5995063 A是描述了具有内部部分和外部部 分的中空/管状天线杆的一些文件。专利文件WO 02/41444 Al描述了 一种包括杆的通信杆组件，这 种杆从可潜入水中的设备外壳延伸。这种外壳可容纳空气调节设备， 这种空气调节设备位于这种外壳的进入空间内。这种布置还可以是这 种杆"l是供以入口通道和出口通道形式的通风管道，以用于大气循环。专利文件US2003/0142034 Al描述了一种电信杆装置，这种电信 杆装置包括支撑电信天线的中空杆和支撑这种杆的基础结构。根据该 发明，这种基础结构以封闭室的形式，这种封闭室至少部分地且优选完全位于地下。这种室限定内部空间，人员可进入该内部空间且该内 部空间容纳与天线的运行关联的电气设备。
专利文件US5995063 A描述了 一种天线结构，这种天线结构包括 具有内部和外部的中空天线杆、设置在该中空天线杆内的特殊设计的 可移动才莫块和提升装置。这种可移动模块具有至少一个天线、至少一 个RF才莫块和连接到该至少 一个天线和该至少 一个RF才莫块的至少 一个 RF传输装置。提升装置允许该可移动^t块在低位置与高位置之间在 该中空天线杆内的升高和降低。
还有其它类型的电信塔/杆且优选的是单极，这些类型的电信塔/ 杆基本上是钢、铝或混凝土柱，在这些柱上，电信系统附在外表面部 分上。
现有方案和结构的一些问题在于，从公众的眼光来看，感觉这些 方案和结构在景观中并不受欢迎。在多种情形中，现有的塔结构制造 成本高、在上面进行工作成本高且困难，而且要求单独的设备设施， 如防护罩或室外防护设备。在一些方案中，电信设备附到塔并因此而 暴露在天气变化之中。

发明内容
带有一个或多个无线电基站的天线塔结构，这些无线电基站布置 在内部安装轴的顶部附近，这种塔体包括两个或两个以上的模块节段 并代表新的思考类型。所-提及的现有^f支术文件中没有描述中空结构是 用作整个天线无线电基站(RBS)并全部在相同的结构中的防护罩、 气泵、温度均衡器和升降轴的塔的内部。
因此，本发明的实施例在于引入一种用在无线通信网络中的新的 天线塔结构，其中，这种塔在制造时成本不高且用时少，且尽可能在 并不中断无线电传输的情况下进行工作。
本发明的目的在于引入一种新的天线塔结构，这种天线塔结构具 有更长的寿命周期、较好的特征并具有与环境更加亲和的制造过程。本发明的另一个目的在于引入一种新的天线塔结构，在这种天线 塔结构中，所有的电信设备均完全结合在外表面之内。通过这种构造 几何结构以及电信设备完全包围在这种构造的界限内，将无线电基站 制造得更加安全且干扰更少。本发明的再一个目的在于提供一种新的天线塔结构，这种天线塔 结构包括基本上垂直伸长的塔体，这种塔体带有设在塔体内的内部安 装轴。这种塔还包括一个或多个无线电基站，这些无线电基站布置在 该安装轴内并邻近于在塔体顶部的一个或多个关联的天线。该塔体还 包括两个或两个以上的模块节段。本发明的再一个目的在于提供一种模块天线塔节段，这种模块天 线塔节段包括伸长的节段体和互连装置，该伸长的节段体带有设在节 段体中的内安装轴，且该互连装置位于一个或两个纵向端部以将两个 或更多的塔节段互连以形成天线塔体。本发明的再一个目的在于提供一种用于模块天线塔的组装的方 法，这种方法涉及两个或更多预制成的伸长^t块天线塔节段与以基本 上垂直位置设在模块天线塔内的内部安装轴的互连，以形成天线塔 体。本发明的再一个目的在于提供一种产生模块天线塔的节段的方法，这种方法包括以下步骤提供模型，该模型限定伸长的塔体，该 伸长的塔体带有设在塔体内的内部安装轴；将金属加强构件布置在该 模型中的预定位置；将互连装置布置在该模型的一个或两个纵向端 部；用混凝土填充该it型；使混凝土硬化；以及将沖莫块节段从沖莫型取 下。本发明的再一个目的在于提供一种无线通信系统，这种无线通信 系统包括一个或多个天线塔结构，其中，每种结构配有至少一个用作 用户设备的进入点的天线无线电基站。这种无线通信系统的特征在于 将这些天线塔结构铸造成并分成具有中空截面的管状塔区段。这些区 段还包括用于沿着天线塔结构的延长线移动整个天线无线电基站的装置。这种天线无线电基站设置在管状塔的内部。此外，每个天线塔 结构具有进入天线塔结构的至少一个入口 ，以进入天线无线电基站的 业务。


图1示出了根据本发明的实施例的天线塔结构。
图2示出了根据本发明的另一个实施例的天线塔结构。
图3示出了根据本发明的再一个实施例的天线塔结构。
图4示出了根据本发明的再一个实施例的天线塔结构。
图5a和5b示出了根据本发明的实施例的天线塔结构。
图6示出了根据本发明的再一个实施例的天线塔结构。
图7示出了根据本发明的实施例的升降装置。
图8a和8b示出了根据本发明的实施例的用于天线塔结构的基础。
图11是示出了根据本发明的实施例的方法的流程图。 图12是示出了根据本发明的实施例的系统的框图。
具体实施例方式
由独立权利要求所限定的产生一种塔的优点有许多。本发明消除 了工作或准备期间户外腐蚀、电缆与馈线故障以及无线电传输中断所 导致的问题。
RBS与天线之间截短的馈线有效地降低功率损耗，这些功率损耗 出现在常规的实际尺寸RBS设施900 (图9 )中，这种RBS设施900 带有与天线塔920分离的RBS防护罩910,天线塔920带有位于顶部 的天线930,其中，该RBS经由长馈线电缆940连接到这些天线。在 美国专利文件US5995063 A中提出了可将RBS设备的部件置于天线 杆的顶部区段，以不使用带有实际阻尼的长馈线和因此而导致的功率 损耗。这种技术称为"主远程单元"并主要用于小场地RBS。这种"主远程单元"概念涉及将RBS的部件移动到较接近于塔或杆的顶部的位 置。这样，除了其它的优点之外，还可避免一些馈线损耗。不过，为 了进入置于天线顶部的RBS设备以进行维护等，还必须将RBS设备 降低到地面水平，这就会导致无线电停机时间。在其中可保持馈线电 缆940短的另一种类型的RBS安装是大型设施类建筑通信塔950，如 图IO示意性地示出的那样。这些通信塔950通常具有一个或多个无 线电通信网络、电视广播系统等中的主中心(mainhubs)的功能，且 通常包括在顶部附近的安装设施960，其中，可布置一个或多个RBS 910，并将关联的天线930布置在顶端上或沿着通信塔的侧面布置。 术语"类建筑"是指将这些通信塔像建筑物那样定尺寸和设计，且通 常包括楼梯、多个楼层和全尺寸升降系统等。用在本申请中的术语"天 线塔"是指用于单个RBS场地的非类建筑天线承载塔结构，但并不仅 限于容纳一个单RBS和/或其它类型的无线通信或广播设备。在本发明中，通过能够具有一种构造来实现许多优点，这种构造 允许将整个天线无线电基站置于一种天线塔结构的顶部中。这些优点 如一安装的简单性；一理想的无线电传输利用率。短馈线意味着减少了对安装在塔上的^:大器的需求；一管理所有可能的无线电标准(RBS、微波链路、雷达系统等) 的可能性；一仅要求用于室内环境的标准无线电设备； 一仅要求用于室内环境的标准天线设备； 一如通过实现多天线方案，几乎无损耗管理不同无线电标准的 组合的可能性；一管理多天线方案的可能性； 一多区段方案的可能性。根据在图1中示意性地示出的本发明的一个实施例，提供一种天线塔结构IO,这种天线塔结构10包括基本上垂直伸长的塔体20，塔 体20带有设在塔体内的内部安装轴30。形成安装轴30以容纳邻近于 在塔体20的顶部的一个或多个关联的天线50的一个或多个无线电基 站40。为了减少无线电停机时间，形成安装轴30以允许人员60进入 无线电基站40,而无需将基站降低。为了使人员充分地进入RBS，这 种安装轴必须足够地大，以使人可占据RBS前面的空间，以进入并进 行基本上所有的正常维护和业务操作。允许充分地进入RBS设备所需 的通过RBS的安装轴的体积取决于RBS设备的大小。根据一个实施 例，天线塔内的RBS设备包括标准的安装在支架上的单元，这些单元 具有标准的介于60与100cm之间的宽度和介于30与80cm之间的深 度。根据一个实施例，在无线电基站的安装轴的截面积至少为2.0、 2.5。 3.01112或更大。RBS前面的自由空间至少为^旦并不i"义限于1.0至 2.0 m2。根据一个实施例，这种塔在无线电基站高度处可基本上呈圆 形截面，且半径至少为0.7、 0.9或1.3m或更大。根据一个实施例，将两个或更多独立的无线电基站邻近于在塔体 顶部的一个或多个关联的天线布置在安装轴内。为了保存塔的顶部区 段内的有限空间，可将这些RBS堆叠成一个在另一个的顶部上。这些 RBS的制造和电信系统属于相同的类型，但它们也可属于不同的运营 商或电信系统，如GSM、 WCDMA、 HSPA、 MIMO、 LTE或未来类 型的电信系统。天线塔还可容纳其它类型的无线电通信设备和关联的 天线，如无线IP网络等，以及无线电或电视广播设备。安装轴30可延伸这种塔的高度的有限部分或总是从塔基延伸到 顶部。在安装轴延伸通过整个高度的情形中，可经由在安装轴的下端 部的入口门(未示出)等进入安装轴，且通过爬行或在这种轴内的升 降装置到达RBS。在图1中，将塔体形成为基本上呈圓形截面的截锥体。正如在下 面更详细地讨论的那样，塔体可以是许多不同的形状。为了保护天线 并在安装轴内建立受控环境，布置一种天线罩70,这种天线罩70从伸长的塔体20延伸并包围这些天线50。将天线罩70设计成在基本上 由从这些天线50所发射的无线电波透过的同时提供要求用于RBS设 备40的防护罩。根据一个实施例，天线塔具有在天线塔的下区域内 的一个或多个通风开口 90和在RBS上方的上区域100内的对应开口， 这样就出于堆叠效应而在安装轴获得空气流。根据天线塔的地理位置 可能还需要另外的机械冷却装置，如空气调节系统，且通常将另外的 这些机械冷却装置置于天线塔结构10的基部区段内。
根据示意性地示于图2中的一个实施例，包括安装轴30的伸长 的塔体20由带有三个或更多"塔腿"120的墩式基础110支撑在地面 水平上方的一定距离。在此实施例中，可经由在安装轴30的底端的 入口 (未示出)进入安装轴。此外，该实施例明确地示出了设计运营 商专用塔结构的可能性，以增加认知度。
根据天线塔结构所处的地区特征，根据本发明的天线塔结构可高 于15m，且对于某些用途而言，高度可为50m。对于许多环境来讲， 30至40m的高度将是适合的。为了使塔结构更加稳定，塔体在基部 的截面可大于顶部的截面。在一些实施例中，安装轴的在基部的截面 也大于顶部的截面，这样就导致比容纳RBS的顶部区段容量更大的安 装轴的下区段。该下区段可用于容纳RBS的并不与无线电信号直接相 关的大而重的部件，如电池形式的应急电源等。中空基部区段(底部 区段)足够地大以在室内环境中适合于大多数设备构形。基部区段通 常绝缘。具有中空构造的优点在于避免分离的防护罩。由于塔基的自 然攀登防护(scale protection)和抗攀爬几何结构，所以也消除了对场 地护栏的要求。
通过将塔体设计成一种自支撑结构，降低了额外成本并减少了与 支撑线有关的占地区域。而且，自支撑结构在视觉上更有吸引力。
即便是电池等并不布置在天线塔结构的顶部，包括关联的天线和 安装装置的RBS的累积重量也会在使用标准的安装在支架的RBS元 器件时约为1000kg数量级。根据用途，考虑到这种质量会布置在高于地面25m甚至更高的位置，塔体必须非常坚硬和结实以耐受风力载 荷等，尤其是在塔体自支撑时。减少RBS的大质量的影响的一种方式 在图3中示意性地揭示并涉及对塔体进行设计以使塔体20的质量M2 (不包括基础120)与无线电基站设备40连同天线装置50的质量M1 之比超过20:1或15:1。而且，应形成塔体20以使塔体和无线电基站 设备的重心CM低于塔体高度的约1/2，而并不太多地降低顶端的硬 度。根据一个实施例，正如在下面详细描述的那样，塔体20基本上 包括金属加强的混凝土材料。通过将塔体设计成金属加强的混凝土， 就可能实现上述硬度和质量方面。而且，薄壁混凝土设计会导致非常 有成本效率而仍耐久的设计。为了使这些天线和RBS免受破坏性雷击的影响，天线塔结构可 设有经由引下线160接地的以一个或多个空气终止器140、 150形式 的防雷装置，如在图4中示意性地示出的那样。在图4中，以垂直棒 形式的一个空气终止器140从天线罩70的顶部表面延伸并因此而在 天线塔10的最高点提供低电位，从而吸引雷击。与垂直棒140结合 或替代垂直棒140，设有两个或更多空气终止器，这些空气终止器以 布置在塔体20顶部的基本上水平延伸的棒150的形式。形成这些水 平棒150以提供包围塔体的顶部区段的低电位的"保护环"，从而偏 转并吸引雷击。当塔体20包括金属加强的混凝土材料140时，可将 金属加强件140的至少一部分作为来自防雷装置140、 150的引下线 进行连接。根据示于图5a和5b的一个实施例，伸长的塔体20包括两个或 更多的模块节段S1、 S2和S3，这些模块节段互连以形成天线塔IO。 通过在节段Sl、 S2和S3…内制造这些元件，可预制带有安装轴30 的塔体20并之后在现场进行组装。正如将在下面详细描述的那样， 这种模块方式非常适合于制造加强的混凝土制成的塔体。用混凝土模 制天线塔可将绝缘体附在才莫型中并在铸造这些节段时安装绝缘体。还 可将电气导管置于^t型中以及其它细部中。不过，还可有利地用其它材料支撑制成天线塔，例如但并不仅限于金属、塑料、基于水泥的材料、木材、玻璃、碳纤维和它们的复合物。根据一个实施例，天线塔的至少一个区段包括纤维加强的塑料夹层材料。而且，才莫块天线塔中 的单个节段可包括两种或更多种材料或这些材料的组合，且才莫块天线塔中的不同节段可包括不同的材料。根据一个实施例，在天线塔顶部 的一个或多个节段包括重量轻的材料，以降低天线塔的重心。图6示出了塔体的一个实施例，该塔体包括由八个区段B1-B8组 成的两个基部区段Sl和S2，以及多个模块塔节段S3至S7。通过形 成径向区段B1至B8的基部节段，就便于基部区段的制造和运输。所 公开的实施例具有圆形截面且基部直径为5.0m,而模块塔节段的直径 为1.8m。天线塔设有天线罩70，且包括天线罩70的总高度为40m。 而且，模块塔节段S1至S5中的至少两个基本上相同，因此，它们能 够在相同的沖莫型中才莫制。通过将一个或多个"相同的"节段S1至S5 略去或添加，可提供不同高度的塔，而并不改变模型设计。用任何适当的方式将相邻的模块节段互连，如螺栓、铆钉、粘合 剂、焊接等。为了便于互连，相邻的才莫块节段可设有配合互连装置。 配合互连装置可包括配合引导结构，以确保组装期间的精确角对准和 侧向对准。根据其中的模块节段包括金属加强的混凝土的 一 个实施 例，互连装置包括金属构件，这种金属构件牢固地附接到该金属加强 结构，如通过在该节段的才莫制之前的焊接或螺栓和螺帽。在一个包括 金属加强的混凝土的实施例中，将金属加强件的至少一部分作为从防 雷装置的引下线连接，在这种实施例中，两个相邻的模块节段中的金 属加强件结构的至少一部分电气连接，如因为两个配合互连装置在这 两个节段的金属加强件构件的至少一部分之间提供电气接触。根据一个实施例，提供一种模块天线塔节段，这种冲莫块天线塔节 段包括伸长的节段体和互连装置，这种伸长的节段体带有设在节段体 内的内部安装轴，且互连装置在一个或两个纵向端部，并用于两个或 更多塔节段的互连以形成天线塔体。正如前面所描述的那样，这种节段体可基本上包括金属加强的混凝土 。根据本发明的天线塔的模块概 念涉及模块天线塔节段的预制并大大减少建造天线塔所要求的现场 组装时间。进一步减少现场组装时间的一种方式是尽可能多地预先安 装在安装轴内的设备，如攀爬装置、升降导向装置、电力电缆等。根 据一个实施例，带有关联的天线的无线电基站预先安装在一个才莫块天 线塔节段的安装轴内，并因此而在将该模块节段抬升至适当的位置的
同时布置在安装轴内的适当位置。为了降低损坏RBS和/或这些天线 的风险，将RBS适当地预先安装在顶部节段内，该节段作为最后的节 段抬升至适当的位置。这样，含有RBS设备的模块节段就会具有运输 防护的功能。
还提供一种用于模块天线塔的组装的方法，这种方法包括将两个 或更多的预制的伸长模块天线塔节段互连的步骤，这些天线塔节段带 有设在其中的内部安装轴，这种内部安装轴以基本上垂直的位置，以 形成天线塔体。根据一个实施例，这种方法还包括在将该节段互连之 前，将带有关联的天线的无线电基站固定在预制的伸长模块天线塔节 l殳之一的安装轴内的步骤。
而且，还提供一种生产模块天线塔的节段的方法，如图ll所示， 这种方法包括以下步骤
步骤l:提供一种模型，这种模型限定许多伸长的塔体，这种塔 体带有设在其中的内部安装轴；
步骤2:将金属加强构件布置在该4莫型中的预定位置；
步骤3:将互连装置布置在才莫型的一个或两个纵向端部；
步骤4:用混凝土填充才莫型；
步骤5:将混凝土石更化；以及
步骤6:将模块节段从模型取下。
根据一个实施例，进行
步骤7:填充模型，且基本上垂直布置模型的纵向轴； 以及步骤8:通过选择适当的混凝土成分，可从;漢型的底部区段填充 这种模型。截面形状的其它实例由椭圆形、正方形、旋转形、三角形、矩形、 六角形、八角形等。本说明书中所揭示的这些天线塔实施例均为圆锥 形，因为基部的截面积大于塔的顶部区段的截面积，但其它形状也在 考虑之中。根据要求形成区段，并且可将这些区段制成代表运营商的 识别标志或更好地适合于景观。从商业的观点来看，本发明的重要方 面在于引入了专用于美化的天线塔形状，这种/这些形状起到用于运营 商的识别标志的作用。作为另一种方面，这种天线塔结构可形成用于 广告牌的支撑的一部分。除了进入位于塔体顶部的RBS的可能性之外，有时还可能有必 要接受无线电停机时间，如为了进行大范围维护或更换主要元器件。 为了便于进行这些大规模操作，将这种/这些无线电基站和关联的天线 布置在升降单元上，这种升降单元可由升降装置在安装轴内升高和降 低。图7a和7b示出了升降装置170的一个实施例，这种升降装置170 包括升降子单元180,升降子单元180栽有这种/这些无线电基站40 和关联的天线50，这种/这些无线电基站40和关联的天线50布置成 沿着升降导向装置200随着升降单元190行进。这种升降装置170还 包括驱动装置(未示出)。将子单元180布置成可从升降单元190拆 卸并可由机械锁定装置210保持在天线塔结构的顶部。而且，升降单 元190可包括输送平台220，这种输送平台220用于将设备输送到这 种/这些无线电基站和从这种/这些无线电基站输送设备，并用作用于 无线电基站设备的维护的工作平台。才艮据一个实施例，在升降子单元180在上升运动期间到达安装轴 内的预定锁定位置时，将机械停止装置210自动锁定。为了降低子单 元180,在将升降子单元180升高距该锁定位置的预定距离时将机械 停止装置210自动解锁，这样，升降子单元180就在经过锁定位置时 在安装轴中向下自由跟随升降单元190。图8a和8b示出了基础的一个实例，该基础使用可扩展钢桩230， 钢桩230可用于支撑根据本发明的天线塔10。在所揭示的实施例中， 钢桩230的数量减少至3个，而桩230的数量显然必须适合于特定的 塔设计。钢桩230的使用在可将塔10竖立之前减少地面准备的量， 因为这些钢桩可调节地连接到塔的基部，因此，这些钢桩易于适应不 平坦的或倾斜的地表面等。根据一个实施例，根据地面特征，用混凝 土柱基等替代一个或多个钢桩230。根据另一个实施例，这种基础是 传统上的混凝土钱基和烟囱基础。如前所述，本说明书中所揭示的几个天线塔实施例有利地用金属 加强的混凝土制成。明确地来讲，可对f混凝土/混合物进行选择，以 使大于IOO年的设计寿命能够得到保证，而无需维护。这种混凝土天 线塔结构不像涂覆的钢结构那样易于刮擦和受到表面损伤。优选这种 塔不会涂漆，且色彩来自着色混凝土。这些是在用混凝土制成的天线塔结构的制造和开发中发现的一 些优点1. 慢热RBS通常要求周围的温度在约摄氏+ 5度至摄氏+ 45度之间。这 就会在温度非常高的白天的较热气候中产生问题。不过，温度在夜间 甚至在较热的气候中降低许多度。常规的快热构造如电信防护罩利用 主动冷却如空气调节器来冷却i殳备。主动冷却消^^大量的功率，因此 对网络运营商来讲是运行产品的正在进行的成本的第 一运行花费(OPEX)。混凝土是一种慢热材料。这种天线塔结构旨在利用这一 点在热的气候中在24小时期间平衡温度。在夜间，由于4交低的室外 温度，这种天线塔结构会冷却下来。较低的室外温度，即"堆叠效应"， 并不单独能够将天线塔结构冷却，还可能要求机械强制/受控通风。在曰间，温度再次升高，冷却后的天线塔结构中的质量会完成削减峰值 温度并因此而能够维持较凉的室内气候。2. 当;也制造钢网格塔和其它类型的塔要求工厂制造。钢的精确切割、焊接环 境和热浸镀锌均要求工厂室内设施。往往远离现场设施制造钢网格 塔，并通常在国家之间和大陆之间输出钢网格塔。
根据本发明的实施例，用混凝土铸造天线塔结构。混凝土是水泥、 混凝料和水的混合物。只要能够提供配料，可在任何地点混合混凝土。 将用区段制成天线塔结构，且每个区段会需要^t型。^t型用钢制成并 设定用于模铸元件的精确度量。可成千上万次地重复使用模型。由于 只要足够地制成才莫型，这种制造工艺非常简单，所以可在临时建造的 野外工厂制造天线塔结构。这样就削减了成本的主要部分、使制造工 艺非常简单，同时与环境更加亲和。
3. 降低成本
成本标准已在前面做了讨论。这种天线塔结构比钢网格塔重得 多，但每吨的成本要低得多，且天线塔结构的总材料成本将会约为等 量的网格塔的成本的一半。就制造而言，元件的铸造是一种非常简单 的工艺，且元件铸造的制造成本低于钢网档，塔的制造成本。
4. 刚性/;更度
从构造的角度来讲，混凝土比钢结构有好处，如摇摆阻尼和磨损。
5. 重量/基础
作用在塔上的力与风有关。设计参数有风区域、风速、表面因 数、返回周期和地形种类等。为了不在暴露给风时翻倒，塔使用基础。 用于钢网格塔的普遍基础技术是用现场铸造混凝土制成的我基和烟 自构造。示范性混凝土阀基体积约为35立方米(m3)，当然，这种 体积根据塔的高度和负载情况，但根据经验而定。转换成重量后，这 种体积相当于85吨。天线塔结构的一个实施例通常具有约为30吨(13 立方米混凝土)的计算重量。天线塔结构的主要重量接近于地面，这 样，就倾覆方面而言，使得这种天线塔结构成为一种非常稳定的构造。 天线塔结构在地面以上的总重意味着需要减小基础或不同地制造。用 于这种天线塔结构的基础将会用可扩展钢桩制成，且有时结合泥土锚定器。与现场铸造基础相比，这是一种快速而成本低的方法。6. 自由成形可将混凝土形成任何形式和/或色彩。可用同样的才莫型制成精确的 成千上万的复制品。这是利用这种天线塔结构产生不同而独特形状的 意图。网格钢并不具有这种自由度。7. 环境钢的制造消耗能量。根据在新西兰惠灵顿的维多利亚大学开发的 具体化能量系数的统计，镀锌精炼钢具有34.8MJ/Kg的系数。预制混 凝土通常要求2.0MJ/Kg。这种天线塔结构体包括加强的预制混凝土。 根据指数，钢筋具有8.9MJ/Kg的系数，这种系数是塔管中的一个组 分。计算用于优选的塔管的是每立方米混凝土 200kg加强。这就意味 着用于每立方米混凝土中的钢筋1780MJ。示范性塔管消耗约13立方 米的混凝土。混凝土的比重约为2500千克/立方米。这就意p木着每立 方米混凝土 2 x 2500MJ。整个塔的优选数量会具有13 x ( 1780 + 5000 ) MJ = 88,140MJ的系数。钢网格塔(40米)具有约9，000kg的重量。 9000 x 34.8MJ = 313,200MJ。因此，该实例的天线塔结构消耗产生相当于网格塔所要求的能量 的约25%。总之，与用混凝土之外的材料制成的现有技术中的塔/杆相比，认 为本发明的天线塔结构具有许多优点。用于本发明的目的的塔的示范性材料是以钢纤维水泥为基础的 复合材料，即混合混凝土的金属网和/或钢筋。也认为能够采用其它材 料，例如但并不仅限于金属、塑料、基于水泥的材料、木材、玻璃、 碳纤维和它们的复合物。图12是示出了根据本发明的实施例的用于无线通信的系统的框 图。这种无线通信系统300包括一个或多个天线塔结构310，每个天 线塔结构310配有用作用于用户设备320的进入点的至少一个天线无 线电基站。该系统的这些天线塔结构模铸而成，并分成具有中空截面的管状塔区段。这些区段配有用于沿着该天线塔结构的延长线移动整 个天线无线电基站的布置，其中，这种天线无线电基站设置在管状塔 的内部。每个天线塔结构具有进入天线塔结构的至少一个入口，以便能够进入天线无线电基站的业务。该系统30允许运营商专用天线塔 结构设计(0P1、 OP2、 OP3、 OP4、 OP5等)。在另一个实施例中，运营商专用设计使工作人员更容易地将特定 天线塔结构从其它的塔中识别出来，其中，将对塔内的设备提供服务、 更新或重新进行配置。虽然已参考具体的示范性实施例对本发明进行了描述，但这种描 述在总体上仅旨在例证这种创造性概念，不应认为是对本发明的范围 进行限制。本领域中熟练的技术人员会理解，在并不脱离本发明的范围的前 提下，可对本发明进行各种修改和变化，本发明的范围由所附的权利 要求书限定。
权利要求
1.天线塔结构(10)，所述天线塔结构(10)包括基本上垂直伸长的塔体(20)，所述塔体(20)具有设在其中的内部安装轴(30)，其中，将所述塔布置成在所述塔体的顶部的一个或多个关联的天线(50)附近在所述安装轴内容纳无线电基站(40)，以及所述塔体包括两个或更多模块节段(S1，S2...)。
2. 如权利要求1所述的天线塔结构，其中，所述才莫块节段中的至 少两个大小相同。
3. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，包括基部节 段，所述基部节段具有下端部，所述下端部的截面积大于布置在所述 下端部上的模块节段的截面积。
4. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所述 基部节段包括两个或更多互连的区段。
5. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所述 伸长的塔体基本上包括金属加强的混凝土材料。
6. 如前面的权利要求所述的天线塔结构，其中，相邻的模块节段 设有配合互连装置。
7. 如前面的权利要求所述的天线塔结构，其中，所述配合互连装 置包括配合引导结构以确保组装期间的精确角对准和侧向对准。
8. 如前面的权利要求所述的天线塔结构，其中，在两个相邻的沖莫 块节段中的金属加强结构的至少一部分电气连接，且所述金属加强件 的至少一部分作为来自防雷装置(140、 150)的引下线(160)进行 连接。
9. 如前面的权利要求所述的天线塔结构，其中，两个配合互连装 置在所述两个节段中的所述金属加强构件的至少一部分之间提供电 气接触。
10. 如前面的两项权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，将以基本上水平延伸的棒(150)的形式的两个或更多空气终止器布 置在所述塔体的顶部。
11. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述塔体和所述安装轴在所述基部具有比在所述顶部大的截面积。
12. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，形 成所述安装轴以允许人员进入所述无线电基站。
13. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述安装轴从所述塔基部延伸到所述顶部。
14. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，在 所述无线电基站处的所述安装轴的截面积至少为1.0、 1.5、 2. 01112或 更大。
15. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述塔在所述无线电基站处基本上呈圆形截面，所述圓形截面具有至少 为0.7、 0.9、 1. 3或更大的半径。
16. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述塔是一种自支撑结构。
17. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述无线电基站包括标准的安装在支架上的单元。
18. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述无线电基站属于GSM、 WCDMA、 HSPA、 MIMO、 LTE或未来类 型的电信系统。
19. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，将 两个或更多的分离的无线电基站在位于所述塔体的顶部的一个或多 个关联的天线附近布置在所述安装轴内。
20. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，可 在内部攀爬所述安装轴。
21. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，包括天线 罩(70)，所述天线罩(70)从所述伸长的塔体延伸并包围所述天线。
22. 如前面的权利要求中的任一项所述的天线塔结构，其中，所 述无线电基站和关联的天线布置在升降单元(190)上，所述升降单 元(190)可由升降装置(170)在所述安装轴内升高和降低。
23. 模块天线塔节段(Sl， S2...),所述模块天线塔节段(S1, S2...)包括伸长的节段体和互连装置，所述节段体具有设在其中的内 部安装轴(30)，且所述互连装置位于一个或两个纵向端部以将两个 或更多的塔节段互连以形成天线塔体。
24. 如前面的权利要求所述的模块天线塔节段，其中，所述节段 体基本上包括金属加强的混凝土 。
25. 如前面的两项权利要求中的任一项所述的模块天线塔节段， 包括具有关联的天线(50 )的无线电基站(40 )，所述无线电基站(40 ) 布置在所述安装轴内。
26. 如前面的权利要求所述的模块天线塔节段，其中，所述节段 是才莫块天线塔的顶部节段。
27. 用于模块天线塔的组装的方法，所述方法包括以下步骤 将两个或更多预制成的伸长模块天线塔节段与以基本上垂直位置设在所述才莫块天线塔内的内部安装轴互连，以形成天线塔体。
28. 如前面的权利要求所述的方法，包括以下步骤 在将所述节段互连之前，将带有关联的天线的无线电基站固定在所述预制的伸长模块天线塔节段中的一个的安装轴内。
29. 制造才莫块天线塔的节段的方法，所述方法包括以下步骤 提供才莫型，所述模型限定伸长的塔体，所述伸长的塔体带有设在所述Jt答体内的内部安装轴(Stl);将金属加强构件布置在该模型中的预定位置(St2); 将互连装置布置在所述才莫型的一个或两个纵向端部(St3); 用混凝土填充所述^^莫型(St4 ); 使所述混凝土硬化(St5 );以及 将所述模块节段从所述模型取下(St6 )。
30. 如前面的权利要求所述的方法，其中将所述才莫型的纵向轴基 本上垂直布置，来进行填充所述才莫型的步骤(St7)。
31. 如前面的权利要求所述的方法，其中，从所述^^型的底部区 段填充所述模型(St8)。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种天线塔结构(10)，这种天线塔结构(10)包括基本上垂直伸长的塔体(20)，塔体(20)具有设在其中的内部安装轴(30)。将这种塔布置成在塔体的顶部的一个或多个关联的天线(50)附近在该安装轴内容纳无线电基站(40)。塔体包括两个或更多模块节段(S1，S2…)。还提供一种模块天线塔节段(S1，S2…)、一种用于模块天线塔的组装的方法、一种用于模块天线塔的组装的方法以及一种用于模块天线塔的组装的方法。
文档编号H01Q1/12GK101410581SQ200780009741
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月19日 优先权日2006年3月20日
发明者P·哈格 申请人:艾利森电话股份有限公司