Антенная мачта связи

Представленное в данном описании техническое решение относится  к области строительства и области передачи сигналов связи, в частности к антенным мачтам и опорам линий связи, которые конструктивно и функционально связаны с контейнерами под располагаемые в них охлаждаемое оборудование оптической линии связи.
Антенные мачты связи предназначены для размещения на них антенного оборудования сотовой или радиорелейной связи, при этом оборудование связи может размещаться в специальных контейнерах как наземного, так и подземного базирования, а также крепиться непосредственно к мачте. В городских условиях целесообразно скрытое подземное размещение контейнеров с оборудованием связи с целью экономии пространства, экологичности и эргономичности городской среды. Представленная в данном описании антенная мачта, наряду с функцией размещения на ней антенного оборудования, является  неотъемлемой частью устройства вентиляции контейнера.
Известна антенная мачта, содержащая удлиненный корпус с предусмотренной в ней внутренней полостью для размещения в полости компонентов линии связи наверху корпуса башни, при этом корпус башни состоит из двух или более модульных сегментов (ЕР 2360777 А2, 2011-08-24).
Известна башня, совмещенная с базовой станцией сотовой связи, содержащая установленный на фундаменте ствол, несущий антенны, а также помещение для размещения оборудования, отличающаяся тем, что ствол башни выполнен из круглых пустотелых секций переменного сечения, нижняя секция ствола снабжена дверью, внутри нижней секции смонтирована лестница, ведущая в помещение, в котором установлено оборудование базовой станции (RU 41324 U1, 20.10.2004).
Известна радиомачта сотовой связи, содержащая основание и полые внутри секции с металлическими стенками, соединяемые концами для получения заданной высоты радиомачты, отличающаяся тем, что секции выполнены в виде цилиндрических труб разного диаметра, прочность скрепления которых достигается посредством фланцевого соединения, при этом основание радиомачты заглублено в железобетонный фундамент, в теле которого предусмотрены горизонтально проложенные каналы для пропуска внутрь радиомачты силовых кабелей, кабелей связи и освещения. Нижняя секция имеет наибольший диаметр, равный диаметру основания, а каждая последующая секция выполняется меньшего диаметра по отношению к нижерасположенной секции. Фланец нижней секции крепится к фланцу основания встык с установочным зазором посредством, например, шести шпилек с регулировочными и стопорными гайками. В каждой секции выполнено по меньшей мере по одному технологическому отверстию для обеспечения крепления кабелей, проходящих внутри радиомачты, после ее установки. На одной из средних секций и на верхней секции выполнены технологические отверстия, предназначенные для оборудования герметических вводов-выводов кабелей электроосвещения, волоконно-оптических кабелей и высокочастотных кабелей (RU 28507 U1, 27.03.2003).
Известна оптоволоконная линия связи, содержащая оптоволоконные микрокабели, монтажные муфты, смотровые колодцы с всепогодными телекоммуникационными шкафами, установленными на опорах линии, а также конечные средства технического обеспечения интеллектуальных транспортных систем и микротрубки, объединенные в пакет защитной пластиковой оболочкой, коннекторы микротрубок, при этом каждый оптоволоконный микрокабель уложен в соответствующей микротрубке, а концы микрокабелей соединены через монтажные муфты, расположенные в смотровых колодцах и/или в телекоммуникационных шкафах (RU 151488 U1, 10.04.2015).
Известна опора двойного назначения, содержащая последовательно расположенные соединенные между собой основание, секции в виде цилиндрических металлических труб и стойку, предназначенную для крепления антенных устройств, расположенную над верхней секцией и соединенную с ней фланцевым соединением с помощью крюковых болтов, вставленных в отверстия, выполненные в стенках концевой части верхней секции, причем во фланцевом соединении стойки с верхней секцией опоры фланец, приваренный к стойке, выполнен с дугообразными прорезями под крюковые болты, причем крюковые болты, вставленные в отверстия в стенке концевой части верхней секции, пропущены через дугообразные прорези во фланце стойки и зафиксированы гайками. Фланец стойки выполнен с коническим выступом, а верхняя стойка снабжена диском, приваренным к ней и выполненным с ответным коническим углублением под конический выступ фланца стойки и отверстиями под крюковые болты. Нижняя секция имеет наибольший диаметр, равный диаметру основания, а каждая последующая секция выполнена меньшего диаметра по отношению к нижерасположенной секции, при этом диаметр стойки меньше диаметра верхней секции (RU 157024 U1, 20.11.2015).
Известна опора для трубчатой антенной мачты, содержащая бетонный фундамент и расположенный в нем вертикальный закладной элемент, имеющий верхний фланец, на котором при помощи крепежа закрепляется ответный фланец трубчатой антенной мачты, а также технологические кабельные каналы, выполненные в фундаменте (RU 144483 U1, 20.08.2014).
Известна антенная мачта (опора) с контейнером для технологического оборудования, размещенным на поверхности. Установленная на опоре антенна связана с технологическим оборудованием контейнера и закреплена на мачте (RU 89287 U1, 27.11.2009).
Известен бокс для технологического оборудования, содержащий полый заглубляемый контейнер для установки в нем технологического оборудования, отличающийся тем, что во внутренней полости контейнера размещена силовая рама, выполненная с возможностью ее перемещения в вертикальном направлении и извлечения из внутренней полости контейнера, при этом противоположные боковые стороны силовой рамы снабжены распирающими вращающимися роликами, взаимодействующими с вертикальными стенками контейнера, при этом над силовой рамой посредством фиксирующей рамы установлена опора с антеннами (RU 194908U1, 27.12.2019). Бокс содержит контейнер, заглубляемый в грунт, который выполнен из бетона, полимерных материалов или металла. Внутри контейнера устанавливается силовая рама, выполненная с возможностью ее перемещения в вертикальном направлении и извлечения из внутренней полости контейнера. Контейнер устанавливается рядом с опорой с передающей антенной или же под опорой, которая устанавливается на силовую раму через промежуточную фиксирующую опору. Внутри силовой рамы размещено необходимое технологическое оборудование.
Известно высотное сооружение для размещения инженерного оборудования, включающее полые верхнюю и нижнюю части, причем полая внутренняя часть представляет собой шахту инженерного обеспечения, причем нижняя часть сооружения выполнена в виде утепленного силового несущего модуля, который снабжен системой резервного питания и интеллектуальной системой климатического обеспечения с адаптивной программой управления внутренним климатом модуля (RU 186612U1, 24.01.2019).
Известна опора двойного назначения, установленная соединенными между собой фундаментными, секционными технологическими люками для прокладки коммуникационных кабелей, технологические люки, причем основание установлено в железобетонном основании, в теле которого размещены закладной элемент и технологические кабельные каналы, секции в сечении выполнены в виде правильных n-угольников и соединены внахлест, при этом внутри опоры размещена струнная тетива, обеспечивающая прокладку и крепление коммуникационных кабелей, кроме того, на секциях установлены кронштейны, где n по меньшей мере равно четырем. Технологические отверстия на нижнем и среднем секциях предназначены для оборудования герметических вводов-выводов кабелей, электроосвещения, волоконно-оптических кабелей и высокочастотных кабелей, а также для внутренних коммуникаций. К верхней секции крепятся кронштейны для установки антенных устройств. Средняя секция оборудована кронштейнами для крепления осветительного оборудования. Нижняя секция оборудована кронштейнами для крепления оттяжек контактной сети (RU 144483U1, 20.08.2020).
Известна антенная мачта, содержащая трубчатый корпус, установленный на бетонном фундаменте с закладным трубчатым элементом с фланцем в верхней его части, отличающаяся тем, что в верхней своей части внутренняя полость корпуса мачты сообщается с атмосферой, а бокс для технологического оборудования выполнен с вентиляционными отверстиями в стенах и аэрологически связан с полостью трубчатого корпуса мачты посредством технологического трубчатого канала, расположенного над фундаментом. Бокс для оборудования установлен на поверхности земли. Технологическое оборудование размещено в дополнительном боксе, при этом оба бокса установлены над поверхностью земли, которые закреплены по обе стороны от корпуса мачты (RU 175999 U1, 26.12.2017).
Известна приточно-вытяжная система вентиляции, конструктивно связанная с трубчатой антенной мачтой и предназначенная для охлаждения технологического оборудования, расположенного в контейнере вблизи мачты, при этом антенная мачта содержит трубчатый корпус, установленный на бетонном фундаменте с технологическим каналом и закладным трубчатым элементом с фланцем в верхней его части, причем в верхней своей части внутренняя полость корпуса мачты сообщена с атмосферой, а технологический канал выполнен в виде трубчатого элемента, один конец которого сопряжен с закладным элементом, а другой сопряжен с контейнером для технологического оборудования, причем антенная мачта содержит трубчатый корпус с отверстием в верхней части, сообщающее внутреннюю полость корпуса с внешней средой (RU 174434 U1, 12.10.2017 - прототип).
В конструкции, раскрытой в описании прототипа имеется технологический аэрологический канал, посредством которого внутренняя полость контейнера для оборудования связана с полостью закладного элемента мачты, расположенного в грунте. По технологическому аэрологическому каналу проложены коммуникации, необходимые для функционирования антенны. При работе антенной мачты наружный воздух через вентиляционную трубу контейнера попадает внутрь контейнера и омывает работающее технологическое оборудование, которое расположено в контейнере. При этом оборудование охлаждается за счет передачи тепла от нагретого оборудования холодному воздуху. После этого под воздействием естественной тяги нагретый воздух через технологический аэрологический канал поступает во внутреннюю полость корпуса антенны, а затем через открытое отверстие в верхней его части выводится в атмосферу. Нагретый воздух, выводимый в атмосферу, находится на большом удалении от контейнера, предотвращая, таким образом, его повторное попадание внутрь контейнера через его вентиляционные отверстия.
В мачте, для обеспечения вентиляции оборудования в контейнере, вытяжной воздуховод, идущий от контейнера, подключен к внутреннему полому пространству антенной мачты, а в верхней части мачты выполнено выходное отверстие в атмосферу.
Общими признаками патента RU 174434 U1 и представленной в данном описании антенной мачты связи являются такие признаки, которые характеризуют антенную  мачту связи (без конструкции контейнера с оборудованием в нем и без связей мачты с контейнером). Такая отдельная от контейнера антенная мачта связи включает расположенный в рабочем вертикальном положении трубчатый  корпус, образованную в корпусе воздушную полость и вытяжной канал в полости мачты, предназначенный для отвода тепла в атмосферу от оборудования, размещенного в контейнере рядом с мачтой.
Недостатком прототипа является то, что площадь сечения внутренней полости мачты может намного превышать площадь сечения воздуховода, соединяющего его с контейнером, в результате чего движение воздуха во внутренней полости мачты будет существенно замедляться, а выходящий из контейнера более тёплый воздух, по сравнению с наружным воздухом, будет остывать и воздушная тяга будет ослабевать. Другим недостатком прототипа является то, что в стенке антенной мачты по её высоте могут быть выполнены технологические отверстия для кабельных каналов и закрепления навесного на мачте оборудования, что отрицательно влияет на воздушную тягу в полости корпуса мачты.
Другим недостатком прототипа является то, что внутренняя полость антенной мачты используется в качестве вытяжного  канала, а для притока воздуха в контейнер, который расположен в грунте, на крыше контейнера устанавливают трубу. Такая приточная труба расположена над контейнером так, что она может быть повреждена при уборке городской территории, например, в зимнее время при расчистке снега. При этом возвышающаяся над землей приточная труба существенно диссонирует с окружающим городским пространством. При этом расположенный на корпусе контейнера в вертикальном положении приточный канал в виде трубы существенно увеличивает габариты контейнера, который сообщен с опорой, что в результате оказывает отрицательное влияние на компактность такой конструкции, как антенная мачта связи, соединенная конструктивно с контейнером для оборудования связи.
Техническим результатом представленной в данном описании полезной модели является улучшение воздухообменных характеристик антенной мачты связи с целью улучшения вентиляции располагаемого в контейнере оборудования.
Технический результат достигается антенной мачтой связи, включающей трубчатый корпус, выполненный с возможностью его установки в рабочее вертикальное положение, и образованную в корпусе мачты воздушную полость, отличающаяся тем, что полость корпуса мачты оснащена аэрологическими воздушными каналами с входным и выходным отверстиями каждого канала для воздушного сообщения атмосферы с внутренним пространством контейнера под оборудование связи, причем один канал является приточным и служит для притока воздуха в контейнер, другой канал является вытяжным и служит для вытяжки воздуха из контейнера, при этом каждый канал своей большей частью расположен в полости корпуса мачты, входное отверстие приточного воздушного канала расположено в нижней части мачты, а выпускное отверстие вытяжного канала расположено в верхней части мачты.
Трубчатый корпус в рабочем положении находится в вертикальном положении и в нем расположена воздушная полость, являющаяся одновременно местом для расположения воздушных каналов для отвода тепла в атмосферу от размещенного в контейнере рядом с мачтой оборудования. Наряду с функцией вентиляции, любой из указанных каналов может быть использован для прокладки в нём электрических кабелей или кабелей связи (не показаны) для соединения оборудования в контейнере с оборудованием, размещаемым на мачте.
На фиг.1 показана антенная мачта связи.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1
Антенная мачта связи включает трубчатый корпус 1 (фиг.1), находящийся в вертикальном рабочем положении, образованную в корпусе мачты воздушную полость 2, в которой расположены и закреплены аэрологические воздушные трубчатые каналы: приточный канал 3 (фиг.2) для притока воздуха в контейнер 4 и вытяжной канал 5 для вытяжки воздуха из контейнера.
Приточный канал 3 служит для притока холодного воздуха из атмосферы в пространство 12 контейнера 4, а вытяжной канал 5 служит для вытяжки нагретого воздуха из пространства 12 контейнера. Каналы 3 и 5 образуют собой естественную приточно-вытяжную систему вентиляции пространства 12 внутри контейнера и для охлаждения находящегося в контейнере оборудования связи (оборудование не показано). Такая система основана на естественном движении холодного и нагретого потоков воздуха. При этом в другом исполнении данная приточно-вытяжная система оснащена средством принудительной вентиляции внутреннего пространства 12 контейнера 4 (средство не показано).
Приточный канал 3 имеет входное отверстие 6 и выходное отверстие 7. Вытяжной канал 5 имеет входное отверстие 8 и выпускное отверстие 9, при этом входное отверстие 6 приточного воздушного канала расположено в нижней части корпуса 1 мачты, а выпускное отверстие 9 вытяжного канала 5 расположено в верхней части корпуса 1 мачты, намного выше входного отверстия 6 с целью повышения воздушной тяги в канале 5. Отверстия 6-9 каналов расположены в торцах каналов, они образованы стенками каналов.
Для выхода в атмосферу верхних концов каналов 3 и 5 - в боковых стенках корпуса 1 мачты выполнены, соответственно, отверстия 10 и 11, в которых расположены концы каналов 3 и5 и сообщенные с атмосферой отверстия 6 и 9 каналов. Вытяжной канал 5 может быть выполнен закладным, состоящим из труб, смонтированных в полости 2 антенной мачты 1. Каждый канал своей большей частью расположен в полости 2 корпуса 1 мачты.
Пространство 12 контейнера предназначено для расположения в нем оборудования электропитания и связи, а также для размещения персонала во время  монтажа и обслуживания оборудования.
Мачта связи с двумя воздушными каналами используется (кроме своего прямого назначения) в качестве устройства для вентиляции оборудования связи, размещенного в подземном контейнере 4, который расположен в грунте 13. Такой подземный контейнер 4 состыкован с закрепленным в грунте основанием 14 мачты. Доступ к оборудованию в контейнере с целью обслуживания и эксплуатации оборудования предусмотрен через люк 15 с запорным устройством. Контейнер 4 может быть расположен также на поверхности грунта и состыкован  с нижней частью мачты, закрепленной в грунте.
Антенная мачта связи работает следующим образом. Температурный режим в пространстве 12 контейнера 4 при нагреве оборудования линии связи поддерживается естественной вентиляцией. Нагретый в контейнере воздух от работающего оборудования из верхней части пространства 12 контейнера входит во входное отверстие 8 трубчатого канала 5, затем в канал 5 и выходит через выходное отверстие 9 канала 5 в атмосферу. При таком истечении нагретого воздуха, в верхнюю часть пространства 12 контейнера поднимается холодный воздух из нижней части пространства 12 контейнера. В результате в другом трубчатом приточном канале 3 образуется воздушная тяга (разрежение). При этом воздух из атмосферы через входное отверстие 6 канала 3 входит в канал 3, перемещается по каналу 3 вниз и выходит через выходное отверстие 7 канала 3 в нижнюю часть пространства 12 контейнера 4. Этот холодный воздух охлаждает оборудование в контейнере, нагревается и поднимается в верхнюю часть пространства контейнера. В нагретом состоянии через входное отверстие 8 канала 5 нагретый воздух перемещается по каналу 5, выходит в атмосферу через выходное отверстие 9 и цикл охлаждения оборудования повторяется.
Описанные выше особенности конструкции опоры, выполненной для соединения с контейнером, а также расположение трубчатых воздушных каналов в полости опоры позволили создать более эффективную тягу в вытяжном канале,  повысить теплообмен в контейнере, эффективность охлаждения оборудования в нём и надежность работы оборудования в совокупности с мачтой линии связи.
Расположение в полости корпуса мачты вытяжного и приточного каналов, выполненных из труб, существенно улучшает внешний вид мачты, упрощает транспортировку мачты на строительный объект, упрощает технологию установки мачты в вертикальное положение и монтажных работ на строительном объекте. В процессе эксплуатации исключаются повреждения воздушных каналов мачты, включая возможные вандальные повреждения. Конструкция мачты создаёт возможность монтажа приточного и вытяжного каналов мачты в заводских условиях изготовления мачты.