Мачты радиолюбительских антенн.

Подробности

Категория: Любительская радиосвязь

   Большинство  радиолюбительских  антенн  устанавливается  на  мачтах.  Мачты  могут  быть изготовлены  из  металлических  (дюралевых)  труб  или  деревянных  шестов.  Для  удержания  их    в вертикальном  положении  используются  оттяжки.  Чем  большую  высоту  имеет  мачта,  тем  больше ярусов оттяжек требуется использовать для ее устойчивости. При использовании металлических мачт 

Антенная мачта в развернутом виде.

 ярусы  оттяжек  располагаются  через  4-6  ,  при  деревянных  мачтах  –  через  3-4  м.  Расстояние  от вершины мачты до верхнего яруса оттяжек должно быть минимальным, допускаемым конструкцией используемой  антенны.  Число  оттяжек  в  каждом  ярусе  может  быть  от  3  до  4,  важно  только равномерно разместить их по кругу. При установке высоких мачт нагрузки на оттяжки под действием ветра  могут  быть  очень  большими,  поэтому  необходимо  тщательно  выбирать  материал  оттяжек  и способ  их  крепления,  чтобы  избежать  падения  мачты.  В  качестве  оттяжек  могут  использоваться антенный  тросик,  биметаллический  или  стальной  (желательно  оцинкованный)  провод,  капроновый шнур и т.п.

    Поскольку случаи падения высоких мачт все же случаются, следует позаботиться о том, чтобы при падении  мачты  она  не  могла  задеть  линии  электропередачи,  телефонные  линии,  упасть  на территорию соседей или на прохожих. Лучше заранее принять все предосторожности, они никогда не бывают излишними!                       
    Использование проволочных оттяжек может существенно влиять на характеристики антенны. Для исключения их влияния оттяжки необходимо разрывать фарфоровыми изоляторами на части длиной 1,5-2 м. Применение оттяжек из прочного капронового шнура исключает влияние на характеристики антенны,  но    нужно    позаботиться    о  том,  чтобы  шнур  не  мог  перетереться  или  перерезаться  об острые кромки конструкций при раскачивании мачты. Узлы креплений капронового шнура необходимо страховать от сползания и развязывания путем их оплавления.

    Верхние    концы  оттяжек  следует  крепить  к    установленным    на    мачте  металлическим  хомутам. Нижние концы оттяжек мачт крепятся к металлическим  трубам  (кольям)  диаметром 25 мм  и  длиной  1-1,5    м,  забитых  под  углом  в  землю    (при  расположении  антенны  на  земле),  или  к  специально изготовленным  креплениям,  вделанным  в  крышу  или  стены  (при  расположении  антенны  на  крыше здания).    
    Существует много вариантов изготовления самодельных мачт. Мачту, например, можно изготовить из  нескольких  дюралевых  труб  одинакового  диаметра  и  длиной  каждой  из  них  3-4  м.  Трубы выбираются  диаметром  40-80  мм  с  учетом  высоты  мачты.    Секции  соединяются  между  собой отрезками трубы, диаметр которой точно соответствует внутреннему или наружному диаметру секции. Соединение делается с помощью сквозных болтов.  
    Устанавливать  такую  мачту  следует  на  опорной  металлической  пластине  размером,  примерно, 300х300х15  мм.  В  центре  опорной  пластины  приваривается  металлический  цилиндр  высотой примерно 10 см и диаметром — меньше внутреннего диаметра нижней трубы мачты. Мачта надевается на  данный  металлический  цилиндр.  Это  исключает  смещение  ее  нижней  части,  а  также продавливание грунта, если мачта устанавливается на земле.
    Установка мачты производится силами нескольких человек. Мачту кладут на землю или крышу, и нижний  край  ее  одевают  на  металлический  цилиндр  вертикально  поставленной  опорной  пластины. Оттяжки мачты, расположенные со стороны земли (крыши), крепятся к кольям (креплениям) с таким расчетом,  чтобы  мачту  можно  было  поднять  вертикально.  Подъем  мачты  осуществляется  так: приподнимают над землей ее верхний конец  и одновременно тянут за оттяжки, которые не привязаны к  крепежным  кольям  (креплениям).  По  мере  подъема  вершины  мачты  над  землей    ее  нужно поддерживать  снизу.  Когда  мачта  встанет  почти  вертикально,  подъемные  оттяжки  привязывают  к крепежным  кольям  (креплениям),  и  после  этого  регулируют  натяжение  отдельных  оттяжек  до установки мачты в вертикальное положение. Любую регулировку начинать следует с нижних ярусов.
    Материалом для изготовления мачты может служить и дерево. В этом случае лучше использовать для мачты ель. Ее древесина не требует трудоемкой обработки и хорошо противостоит воздействию осадков. Длинные (до 20 метров) ели с узкой кроной и тонким комлем нетрудно найти в густом лесу. Сухостойные ели настолько легки, что их нетрудно вывезти из леса к месту установки волоком.
    При  установке  деревянной  мачты  на  земле  ее  основание  углубляют  в  землю  на    15-20  см.  Для предотвращения  гниения  находящегося  в  земле  комля,  его  предварительно  следует  обмазать горячим битумом или обжечь до обугливания на костре.
    При сыром и мягком грунте под мачту необходимо положить просмоленный кусок толстой доски или лист железа по размеру ямы, чтобы мачта не продавливала грунт.
    Если  деревянная  мачта  устанавливается  на  крыше,  то  необходимо  предусмотреть  упор  для  ее комля,  иначе  он  будет  скользить  по  поверхности  при  подъеме.  В  качестве  упора  могут  быть использованы выходные трубы вентиляции, канализации и т.п. После подъема мачты ее основание следует закрепить за предмет, который использовался в качестве упора.  

    Деревянную  мачту,  как  и  дюралевую,  можно  установить  на  опорной  металлической  пластине.  В этом случае вместо металлического цилиндра на ней следует приварить «стакан» – отрезок трубы, внутренний диаметр которого должен быть чуть больше диаметра комля. Основание мачты (комель) вставляется в этот «стакан».   
    При установке на земле очень удобна телескопическая мачта. Для ее изготовления подбираются водопроводные трубы (предпочтительно оцинкованные) длиной 3-4 м, входящие одна в другую без большого зазора. В земле пробуривается отверстие, по диаметру несколько больше диаметра самой толстой из труб, на глубину 2-3 м и эта труба цементируется в землю таким образом, чтобы верхний ее  конец  был  на  1-1,5  м  выше  уровня  земли.  Остальные  трубы,  длины  которых  должны  быть несколько разными (каждая из труб должна быть длиннее более толстой на 20-30 см), вкладываются внутрь  наружной,  зацементированной  трубы.  При  этом  в  сложенном  виде  макушка  мачты  будет доступна с земли. Закрепив антенну на верху самой тонкой трубы, последовательно можно выдвинуть вверх  все  колена  мачты.  Колена  в  поднятом  состоянии  должны  входить  друг  в  друга  на  40-50  см;  скрепить  их  в этом положении можно сквозными болтами подходящего диаметра. При общей высоте мачты 6-8 м она может быть выполнена без оттяжек. При большей высоте оттяжки необходимы.
     При установке антенн на мачтах, каждую из них желательно располагать на отдельных мачтах. В случае  если  пространство  ограничено,  несколько  антенн  можно  расположит  на  одной  мачте.  Так,  у автора ранее на одной мачте были расположены сдвоенный “Inverted V” на диапазоны 80 и 40 м и  два  треугольника – на диапазоны 10 и 15 м, которые выполняли роль оттяжек среднего яруса.
    Антенны можно крепить непосредственно к мачтам перед их подъемом, но это не совсем удобно. При  необходимости  устранения  неполадок  мачты  придется    вновь  опускать.  Лучше  вверху  мачты укрепить блок, через который следует пропустить подъемный фал (тросик или капроновый шнур). При установленной  мачте  концы  фала  должны  свисать  почти  до  ее  основания.  Один  конец  фала привязывается к изолятору антенны, на котором закреплен коаксиальный кабель. С помощью фала центральная часть антенны поднимается к вершине мачты. Нижний конец фала крепко привязывается у основания мачты.
    При расположении антенны на нескольких мачтах (диполь, треугольник), блоки устанавливаются на каждой  из  них.  Фалы  крайних  мачт  в  этом  случае  будут  выполнять  одновременно  роль  оттяжек антенны.

Изготовление мачт связи и метеомачт

Решетчатые мачты и башни обладают следующими характеристиками: высокая несущая способность, низкий вес, ветроустойчивость, прочность, относительно невысокая цена. Эти мачты и башни изготавливаются с использованием высококачественного оборудования и подходят для удовлетворения разнообразных потребностей, таких как связь и метеорология, данные конструкции используются, как мачты ветроизмерительных (измерительные мачты для ветропарков), или мачты для телекоммуникационных нужд (для монтажа антенн мобильной связи или оборудования Wifi). 

Секции имеют общую длину два метра, что облегчает транспортировку и монтаж. 

Антенно-мачтовые сооружения

Мачта трубчатая предназначена для установки на ней антенно-фидерных устройств для организации сотовой связи стандарта GSM, а также других видов профессиональной радиосвязи. Мачта представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких конструктивно законченных элементов — секций, из которых производится сборка мачты на месте ее установки. Мачта может устанавливаться как на земле, так и на крышах зданий и сооружений, имеющих допустимую нагрузку не менее 600 кг на 1 кв.м. 

При этом используются различные типы покрытия, которое защищает конструкцию от коррозии, такие как окраска, горячее цинкование или комбинированные методы. 

Процесс установки мачты включает доставку, установку на месте, монтаж, выверку мачты. Установка мачты также включает тестирование растяжек. Мачта может быть построена высотой до 150 м (кратно 2 м). Решетчатая структура уменьшает неопределенность в ветро измерительных данных. Благодаря растяжкам. мачта может выдерживать высокие ветровые нагрузки. которые очень важны для установки в 4 и 5 ветровых районах. Срок службы радио и метеомачты составляет 20 и более лет.

Вантовые конструкции являются наиболее экономически эффективным решением для телекоммуникационных нужд или мониторинга ветра, потому что они весят в 2 — 3 раза меньше, чем башни. Они могут быть треугольного или квадратного сечения в плане.

Условия эксплуатации мачты: 

I ветровой район, IIВ снеговой район, III гололедный район, среднеагресивная степень воздействия среды, расчетная сейсмичность здания — до 6 баллов.

Выделяют три типа мачт: 

Телескопические мачты связи наиболее распространённая конструкция. Они строятся из труб разного диаметра, которые стыкуются и соединяются вместе болтами. Высота такой конструкции может достигать 25 метров. Для защиты от коррозии используются предварительно оцинкованные трубы. 

Сборные мачты монтируются специальными гуськами и ползучими кранами. Данный тип мачт является самым устойчивым из всех и дополнительно фиксируется системой растяжек. 

Решетчатые мачты иначе называют секционными. Их высота может достигать около сотни метров, а нагрузка на мачту – до 400 килограмм. По способу обеспечения устойчивости мачты делятся на конструкции на оттяжках и с пригрузом-опорой.

Изготовление

Мачты содержат все необходимые конструктивные элементы для монтажа антенн и кабелей, а также для обеспечения безопасности эксплуатации. Крепления антенн осуществляется на выносные трубостойки (для антенн GSM, РРЛ, CEU), не пересекающиеся с верхним ярусом оттяжек. Фидерный путь имеет ширину не менее 250 мм и снабжен элементами крепления. Мачты позволяют производить крепление до 3 антенн GSM общим весом 42 кг и до 4 антенн РРЛ общим весом 42 кг. Мачта защищена молниеотводом, имеет страховочную систему для безопасности персонала и необходимую сигнальную окраску.

ПСК Новинский завод металлоконструкций предлагает изготовить метеорологические и телекоммуникационные мачты и башни, предназначенные для обеспечения потребностей в связи, размещения wi-fi оборудования, а также метеоисследований. Обратившись к нам вы получаете полный спектр услуг позволяющий получить изделие «под ключ». Консультацию можно получить по телефону: 8 495 797 5576, а также в реальном времени на сайте в онлайн-чате (правый нижний угол экрана).

Расчет стальных мачт | ИЗМК СпецМачтСтрой

 В задачах на расчет мачт особое внимание уделено основным проблемам, которые могут возникнуть при задании исходных данных для расчета таких конструкций, а также используемым методам расчета. Показано, что нормативные методы расчета динамических задач не допускают выполнение расчетов в нелинейной постановке. Определение частот собственных колебаний для мачт на оттяжках с учетом геометрической нелинейности работы ее элементов на современной стадии развития программных комплексов метода конечных элементов МКЭ вызывает большие трудности.

Пути упрощения расчетной схемы (линеаризации модели), а так же попытки решения таких задач с помощью приближенных методов могут привести в ряде случаев к некорректным результатам. Поэтому очень важным шагом является составление расчетной схемы мачты и ее выбор пути её упрощения. В данном расчете используется метод, максимально учитывающий реальную работу конструкции и её элементов.

 1.Методика линейного расчета мачты на оттяжках.

РСУ в линейной задачи формируется из следующих нагрузок:

— собственный вес ствола мачты и оттяжек,

— статическая составляющая ветровой нагрузки,

— приведенная горизонтальная нагрузка от работы ВЭУ.

Причем следует рассматривать два варианта направлений ветрового воздействия:

— направление ветра вдоль одной из оттяжек,

— направление ветра между оттяжками.

Первый вариант направления ветра является наиболее опасным, так как в такой ситуации из работы выключаются три оттяжки из четырех.

 2.Методика динамического расчета мачты на оттяжках.

Основные динамические воздействия на мачтовые конструкции – ветровое (пульсационная составляющая), импульсное и возможно сейсмическое, а так же инерционные нагрузки, возникающие при движении и перемещении сооружения. Для определения нагрузок от указанных видов воздействия необходимо создавать и рассчитывать отдельные динамические задачи с учетом опасных направлений действия ветра. Для решения динамической задачи методом форм можно выполнить так называемую её линеаризацию. Этот инженерный метод может выполняться различными способами. В нашем случае, один из простых методов — замена включающихся на заданное направление ветра оттяжек рамными стержнями с такой же гибкостью EF и при необходимости малой изгибной жесткостью EI и удаление из расчетной схемы остальных оттяжек. В расчет на динамическую составляющую нагрузки, в качестве дополнительного вида загружения, мы учитываем нагрузку от обледенения ствола мачты и оттяжек. Ввиду незначительности оказываемого влияния на конструкцию в сравнении с максимально возможной нагрузкой от ветрогенератора, отдельная динамическая задача с обледенением нерассматривается. В итоге расчета получаются периоды и формы собственных колебаний конструкции, перемещения и составляющие инерционных сил в стволе мачты

3.Методика нелинейного расчета мачты на оттяжках.

В геометрически нелинейной постановке учитываются несколько опасных направлений ветра, а так же зональности ветровых воздействий. Для некоторых элементов мачты более опасным может быть спад ветрового давления в отдельных зонах по высоте. При моделировании оттяжек используется геометрически нелинейные элементы — КЭ 310(нить). Вычисления производятся простым пошаговым методом для физически и геометрически нелинейных задач

 4.Методика расчета ствола мачты на устойчивость.

Для проверки устойчивости ствола мачты используются два метода:

— решение линеаризованной задачи (по недеформированной схеме) и нахождение коэффициента запаса устойчивости,

— выполнение нелинейного расчета, увеличивая прикладываемые нагрузки на коэффициент запаса устойчивости

Антенно-мачтовое устройство Башня-1 от компании Мачт Проект

Преимущества

• Легкая
• Северное Исполнение 09Г2С
• Не дорогая
• Простой монтаж/ демонтаж
• Всегда в наличии
• Обслуживаемая
• Станок подъемник
• Широкая область применения
• Установка на грунт или кровлю
• Корзина
• Трубостойка для крепления антенны
• Дешевая доставка ТК по России и СНГ
• Установка в недоступном для техники месте

Серия «Башня 1» Это глубокая модернизация хорошо известной еще с советских времен военной Антенной мачты типа «УНЖА» или её Российского продолжения АМС «Чинара». Мы взяли за основу эти военные Мачты, собрали их основные достоинства такие как: монтаж на любом виде грунта либо кровле зданий без применения какой либо техники исключительно в ручную при помощи станка подъемника, простоту сборки и мобильность конструкции и сделали их гражданскую версию, убрав все лишнее (то что необходимо исключительно военным для многократного и очень быстрого развертывания и свертывания АМС силами солдат срочников), ведь в 98% случаев это не нужно, мачта устанавливается единожды и на долгие годы. Поэтому платить за скорость сборки в несколько часов и завинчивающиеся якоря, уменьшением жесткости ствола, меньшей несущей способностью и завышенной ценой не разумно. Мы сделали ствол мачты очень жестким (практически монолитным) за счет 36 болтовых соединений на каждом стыке колен, добились отличных результатов по несущей способности мачты до 400 кг. на высоте до 33 метров и до 250 кг. на высоте до 45 метров. За счет 4-хгранного сечения ствола 300мм. выполненного из угловой стали конструкционных марок стали мачта получилась очень жесткой и прочной, что позволяет использовать ее до 6 ветрового района, производство из стали 09Г2С позволяет применять ее в районах крайнего севера и вечной мерзлоты. Башня связи типа «Б-1» предназначена для подъема различных типов антенн и радио-передатчиков, как любительской, так и профессиональной связи общей массой до 400 кг на высоту до 45 м. Данная мачта (башня связи) представляет собой типовую металлическую выдвижную конструкцию, типовая секция ферменного типа квадратного сечения (450×450х3000мм) с элементами её крепления. Материалом для изготовления секции служит стальной угловой профиль 40х40х3 мм. С245 по ГОСТ27772-88 Мачта опирается на бетонированную подушку и расчаливается оттяжками, которые ориентированы в четырёх направлениях через 90 градусов. Для растяжки мачты используется оцинкованный трос 8 мм. Преимуществом данного типа мачт является возможность обслуживания без разборки мачтового устройства.

Подъём башни связи

Вертикальный подъем мачты осуществляется при помощи станка-подъемника, который позволяет производить подъем на стесненной территории (крыши зданий, лесная местность т.п.). Подъём мачты осуществляется посредством последовательного соединения секций между собой при каждом подъёме на высоту одной секции. Станок-подъёмник представляет собой стальную четырехгранную конструкцию, которая состоит из каркаса, каретки, грузовых роликов, системы блоков, направляющих роликов, съёмного фиксатора и ручной барабанной лебёдки.

Мачты серии Восток-5 от компании Мачт Проект

Преимущества

• Легкая (секция 2 метра, вес секции 22кг)
• Простой монтаж/ демонтаж
• Всегда в наличии
• Обслуживаемая
• Установка на грунт или кровлю
• Установка в недоступном для техники месте

Серия «Восток-5» это современная, модернизированная и отвечающая самым широким требованиям антенно-мачтовая конструкция. В данной мачте мы постарались собрать все основные достоинства такие как: монтаж на любом виде грунта либо кровле зданий без применения какой-либо техники исключительно в ручную при помощи станка подъемника, простоту сборки и мобильность конструкции. Платить за скорость сборки в несколько часов и завинчивающиеся якоря, уменьшением жесткости ствола, меньшей несущей способностью и завышенной ценой не разумно. Мы сделали ствол мачты очень жестким (гильзовое соединение, бесшовные трубы), добились отличных результатов по несущей способности мачты до 400 кг. на высоте до 50 метров. За счет 3-хгранного сечения ствола 360мм. выполненного из бесшовных труб конструкционных марок стали мачта получилась очень жесткой и прочной, что позволяет использовать ее до 6 ветрового района.

Стоимость мачты серии «Восток-5»

Мачта связи типа «Восток-5» предназначена для подъема различных типов антенн и радиопередатчиков, как любительской, так и профессиональной связи общей массой до 400 кг на высоту до 50 м. Данная мачта представляет собой типовую металлическую выдвижную конструкцию, типовая секция ферменного типа треугольного сечения (360×360х2000мм) с элементами её крепления. Материалом для изготовления секции служит стальная бесшовная труба из высокопрочной стали. Мачта опирается на бетонированную подушку и расчаливается оттяжками, которые ориентированы в трех направлениях через 120 градусов. Для растяжки мачты используется оцинкованный трос 8 мм. Преимуществом данного типа мачт является возможность обслуживания без разборки мачтового устройства.

Подъём башни связи

Вертикальный подъем мачты осуществляется при помощи станка-подъемника, который позволяет производить подъем на стесненной территории (крыши зданий, лесная местность т.п.). Подъём мачты осуществляется посредством последовательного соединения секций между собой при каждом подъёме на высоту одной секции. Станок-подъёмник представляет собой стальную четырехгранную конструкцию, которая состоит из каркаса, каретки, грузовых роликов, системы блоков, направляющих роликов, съёмного фиксатора и ручной барабанной лебёдки.