книги / Основы проектирования антенных конструкций

Требования к антеннам свч часто жестки. Например, точность изготовления и'монтажа отражателя антенны свч должна быть очень высока: линейные отклонения от проектного— единицы и даже доли миллиметров, угло­ вые — минуты и секунды. При определении деформации антенн скорость ветра принимают не более 20 м/с или равной половине максимальной в расчете на прочность. Такой подход к проектированию снижает стоимость

антенны.

При расчете остронаправленных антенн или их опор должны учитываться деформации, связанные с неравно­ мерным нагревом солнцем сплошностенчатой 'металличе­ ской конструкции до 35°С, решетчатой — до 10°С. Свет­ лая окраска конструкций, термозащитные покрытия наружных элементов конструкций, применение материа­ лов с меньшим температурным коэффициентом расши­ рения не всегда дают нужный эффект. Конструкцию антенны иногда приходится усложнять, устанавливая ее на специальную платформу, которая с помощью датчи­ ков-уровней и соответствующих механизмов автомати­ чески возвращает антенну в проектное положение. Дру­ гим приемом является учет деформации антенны от изменения силовых факторов (веса и ветра) в отсчетах положения конструкции. Чаще принимают во внимание только вес, влияние которого, растущее с размерами антенны, больше влияния в,етра средней силы.

Требования к радиотехническим параметрам антенн укв и свч вибраторного типа выполняются без дополни­ тельного конструктивного усложнения. Таковы антен­ ны типа «волновой канал», коллективного приема прог­ рамм телевидения и др. Исключение — опоры телеви­ зионных антенн для передачи программы по IV и V диа­ пазонам с коэффициентом усиления 30. Их деформативность в вертикальной плоскости ограничивают. При ветре с 98% обеспеченностью достаточен допуск в один градус, в районах с особо сильными, но редкими ветра­ ми — 1°20'.

Антенны радиорелейных линий прямой видимости выполняются с большой точностью и без сложных коти­ ровочных деталей, необходимых на монтаже. Антенна устанавливается по заданному направлению (азимуту) поворотным кругом в опорной конструкции. Угловые отклонения при ветре опоры с рупорно-параболическими антеннами РПА-2П (рис. 1.9) и перископическими (диа­

12

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Т р е б о в а н и я к п л о щ а д к е . При выборе площадки радиостанции руководствуются техни­ ческими условиями, ограничивающими напряженность поля от проектируемой станции в населенных пунктах, а также местоположение ее с учетом расположенных вблизи приемных радиостанций, предприятий и соору­ жений, работе которых могут метать излучения проек­ тируемой станции.

Рельеф площадки под антенны и прилегающей к ним на расстоянии до 500 м территории должен быть спо­ койный и с общим уклоном не более 5%. Перед антен­ нами не должно быть никаких препятствий или соору­ жений, создающих помехи работе антенн.

Электрическая проводимость грунтов площадки ра­ диостанции и в окрестности ее играет большую роль при строительстве антенн длинных и сверхдлиниых волн и, в меньшей степени, средних, потому что от величины сопротивления почвы зависят размеры и стоимость вы­ сокочастотного заземления. Проводимость грунтов вы­ ясняют по литературным данным или на рекогносциро­ вочном этапе инженерных изысканий .

О б щ и е у с л о в и я с т р о и т е л ь с т в а . Наиболь­ шее влияние на прочность и стоимость антенных соору­ жений оказывают метеорологические условия (главным образом, ветер, обледенение предметов и особо низкая температура воздуха). Геологические и гидрогеологиче­ ские условия площадки строительства заметно влияют на стоимость антенны в условиях вечной мерзлоты, вы­ сокого стояния грунтовых вод, заболоченности. В райо­ нах сильных землетрясений и при неблагоприятных гео­ логических условиях выполнение высоких конструкций или конструкций с тяжелым оборудованием в верхней части осложняется.

К началу проектирования должны быть известны: степень загрязненности воздуха химически активными (агрессивными) веществами, продолжительность тума­ нов и ветров с солями морской воды, количество дней с большой влажностью воздуха, особые условия площад­ ки в виде интенсивных плесневых явлений и различного рода биологических вредителей и другие факторы, сни­ жающие долговечность сооружений. Это необходимо для выбора материалов и разработку защитных мероп-

15

риятий. В зоне влажного тропического климата приме­ няют специальные покрытия.

Н е б л а г о п р и я т н ы й х и м и ч е с к и й с о с т а в грунтовых вод (агрессивных к металлам и бетону), осо­ бенно содержащих серу, что наблюдается в прибрежной полосе морей, например, Черного и Балтийского, в за­ болоченных местах оказывает решающее влияние на выбор материалов подземных конструкций. Диаметр медных проводов высокочастотного заземления в таких случаях увеличивают с двух до трех-четырех- миллимет­ ров. Неблагоприятны в этом смысле и засоленные почвы.

Геофизические условия площадки строительства выясняют не только по состоянию на время производства инженерных изысканий, но учитывают и изменения, ко­ торые предполагаются в данном районе: застройка района высокими зданиями, новые лесонасаждения; строительство вблизи искусственного водохранилища гидроэлектростанции или системы орошения, которое может вызвать подъем уровня грунтовых вод и измене­ ние ветрового режима. Осушение территории вокруг площадки радиостанции может привестц к необходимо­ сти значительного увеличения площади высокочастотно­ го заземления.

Проектирование и строительство антенн ведется в соответствии со Строительными нормами и правилами (СН и П).

Территория Советского Союза согласно СН и П [4] по интенсивности ветра — скоростным напорам — раз­ делена на 7 районов; горные районы выделены отдельно (рис. 1.11). Значения нормативных величин скоростных напоров ветра для высоты над поверхностью земли до

47

Ирй расчете прочности антенных сооружений вводится коэффициент перегрузки 1,3, которым учитывается переход к обеспеченности 20 лет, а для высоких и гиб­ ких сооружений, кроме того, динамический коэффи­ циент (влияние пульсации скорости ветра и реакции на них конструкций).

При определении ветровой нагрузки на антенны фор­ мально можно ограничиться данными СНиП. При про­ верке прочности и устойчивости конструкций таких дан­ ных достаточно, но использование только их в исследо­ вании деформативпости антенны приводит к завышению расхода материалов и средств. Поэтому привлекают статистические материалы о повторяемости ветров раз­ личной скорости. Для ряда географических пунктов в климатологических справочниках или в главе «Строи­ тельная климатология и геофизика» (СНиП II—А, 3—62) сообщаются данные скорости ветра, возможной один раз за 1 год и за 5, 10, 15, 20 лет {5].

При анализе деформативпости антенн при ветре удобнее пользоваться распределением интегральной по­ вторяемости (вероятности) скоростного напора, который с точностью до постоянного коэффициента характери­ зует упругую деформацию конструкции.

Для анализа объектов линейного строительства в различных ветровых районах нагляднее оперировать с распределением вероятности безразмерного скоростного напора qv т. е. с исследуемой величиной напора, отне­ сенной к нормативной изучаемого района qH [6]. Если интегральную повторяемость напора представить в виде экспоненты с показателями, зависящими от ветрового режима (частный случай функции Гудрича), то распре­ деление безразмерного скоростного напора ветра для всех районов может быть представлено одним графиком (рис. 1.12, кривая 1). Для удобства пользования повто­ ряемость скоростных напоров откладывают по оси абсцисс в билогарифмическом масштабе, а безразмер­ ный скоростной напор — по оси ординат в логарифми­ ческом масштабе. При принятом построении получается линейная зависимость, удобная для экстраполяции. Кривая 2 на рис. 1.12 показывает нижнюю границу, об­ ласти разброса напоров.

Унифицированный для всех ветровых районов гра­ фик на рис. 1.12 позволяет исследовать надежность по деформативпости конструкций антенн и опор магист­

19