Антенно-мачтовое сооружение¶

Антенно-мачтовое сооружение — это инженерное сооружение (опора), предназначенное для размещения антенн, фидерных линий и другого радиотехнического оборудования на заданной высоте с целью обеспечения требуемой зоны покрытия или организации радиосвязи. АМС относятся к классу высотных сооружений и классифицируются по конструктивной схеме, материалу изготовления и способу крепления. Основными типами являются мачты (с оттяжками) и башни (свободностоящие). Сооружения данного типа являются ключевым элементом инфраструктуры телерадиовещания, сотовой связи, радиорелейных линий и специальных радиосистем.

¶Конструктивные особенности и классификация

Основное различие между типами АМС определяется принципом восприятия ветровых и гололёдных нагрузок.

¶Мачты

Мачта — это вертикальная решётчатая или трубчатая конструкция, устойчивость которой обеспечивается системой вант (оттяжек), закреплённых к земле или соседним зданиям. Оттяжки располагаются ярусами через определённые промежутки по высоте (обычно 20–50 метров). Благодаря малому собственному весу и высокой парусности, мачты позволяют достигать значительных высот (более 350 метров) при относительно небольшом расходе металла. Недостатком является большая занимаемая площадь под анкерные фундаменты оттяжек.

¶Башни

Башня — это свободностоящая конструкция (обычно решётчатая, стальная), жёстко закреплённая в фундаменте. Она не требует оттяжек и занимает меньшую площадь, однако при увеличении высоты расход металла на её возведение растёт экспоненциально. Башни применяются при высотах до 150–180 метров (в отдельных случаях выше), когда установка мачты невозможна из-за плотности застройки или требований к жёсткости конструкции.

¶Материалы изготовления

Сталь: основной материал для решётчатых мачт и башен (уголок, труба). Обеспечивает высокую прочность и долговечность при условии антикоррозийной защиты (горячее цинкование, окраска).
Железобетон: применяется для строительства монолитных или сборных башен, а также фундаментов. Обладает высокой жёсткостью, но большим весом и сложностью монтажа на большой высоте.
Композитные материалы (стеклопластик): используются для маломерных мачт (до 30 метров), преимущественно для размещения антенн, требующих радиопрозрачности (например, вблизи антенн с круговой диаграммой направленности).

¶Способы установки

АМС могут устанавливаться на грунт (с заглублением фундамента), на крыши зданий (с распределением нагрузки на несущие конструкции) и на специальные металлоконструкции (эстакады). Для сотовой связи часто применяются мачты на крышах, которые не требуют капитального строительства.

¶Оборудование и оснащение

Помимо несущей конструкции, АМС включает в себя комплекс вспомогательных элементов:

Молниезащита: молниеприёмник (штырь) на вершине, токоотводы и заземлители.
Светоограждение: заградительные огни (красного или белого цвета) для обеспечения безопасности полётов воздушных судов, управляемые автоматикой.
Площадки обслуживания: крепления для антенн, лестницы или подъёмники (лифты) для доступа персонала.
Фидерные трассы: кабельные лотки или трубы для прокладки коаксиальных кабелей и волноводов.

¶История развития

Первые высокие АМС появились в начале XX века с развитием радиовещания. В 1920-х годах в Европе и СССР начали строить решётчатые стальные мачты высотой 100–200 метров. Классическим примером являются мачты для длинноволновых радиостанций (например, Шуховская башня в Москве, 1922 год, — гиперболоидная конструкция, являющаяся одной из разновидностей башен). В середине XX века, с развитием телевидения, потребовалось размещение передатчиков на высотах более 300 метров, что привело к строительству гигантских мачт (например, Останкинская телебашня в Москве, 1967 год, высотой 540 метров, — железобетонная башня, не являющаяся классической АМС, но выполняющая их функцию). В настоящее время наиболее распространены мачты высотой 30–100 метров для базовых станций сотовой связи.

¶Применение

Телерадиовещание: размещение передающих антенн УКВ, ДВ, СВ и ТВ-диапазонов.
Сотовая связь и интернет: установка панельных антенн базовых станций стандартов GSM, LTE, 5G.
Радиорелейная связь: размещение параболических антенн для организации прямых радиомостов.
Военная и специальная связь: размещение антенн радиолокации, радиоперехвата и связи с подвижными объектами.
Метеорология: установка датчиков и измерительных приборов на высоте.

¶Расчёт и нормативы

Проектирование АМС ведётся в соответствии со строительными нормами и правилами (в РФ — СП 20.13330, СП 22.13330, СП 43.13330). Расчёт включает определение ветровых нагрузок с учётом пульсационной составляющей, гололёдно-изморозевых нагрузок, а также проверку на устойчивость и колебания (резонансные явления). Для мачт обязателен расчёт оттяжек на провисание и вибрацию (галопирование). Срок службы стальных АМС обычно составляет 30–50 лет при соблюдении регламента обслуживания.

¶Интересные факты

Самым высоким антенно-мачтовым сооружением в мире считается мачта KVLY-TV в США (Северная Дакота), высота которой составляет 629 метров (построена в 1963 году).
В России высочайшей отдельно стоящей мачтой является мачта «ГРИФ» в городе Волгограде (высота 275 метров), используемая для нужд радиосвязи.
Мачты с оттяжками способны выдерживать ветер скоростью до 50–60 м/с (ураганные порывы), однако требуют постоянного контроля натяжения тросов.