淺談環(huán)境仿生在基站中的應(yīng)用

國中華　藍(lán)家祿　張君

【摘要】 本文介紹了在基站機(jī)房、通信塔、天線中應(yīng)用環(huán)境和仿生技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 環(huán)境 仿生 基站 應(yīng)用

常規(guī)的移動(dòng)通信基站機(jī)房、鐵塔和天線裸露在外面，通信基站的安全性、隱蔽性、與環(huán)境的融合性較差， 天線架設(shè)方式目標(biāo)過于明顯，不僅影響到了自然景觀及城市景觀，也容易引起站點(diǎn)周邊居民的阻擾。使得很大部分通信基站建設(shè)受阻。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的日益普及，3G、4G的大規(guī)模建設(shè)，以及城市生態(tài)化進(jìn)程和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對通信基站與環(huán)境協(xié)調(diào)性提出了更高更迫切的要求。

仿生是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為工程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想及工作原理的科學(xué)，環(huán)境技術(shù)是指能節(jié)約或保護(hù)能源和自然資源、減少人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷，從而保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及產(chǎn)品發(fā)送的方法等。在基站的建設(shè)中應(yīng)用環(huán)境仿生技術(shù)，就是要改變基站的傳統(tǒng)建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)基站與環(huán)境的和諧，確保移動(dòng)通信低成本高效率地完成建設(shè)。

一、環(huán)境仿生在基站中的應(yīng)用

1.1 環(huán)境仿生通信塔

通過仿真開發(fā)與環(huán)境融合的環(huán)境仿生通信塔，分為動(dòng)植物造型和城市人文景觀造型。動(dòng)植物造型，如松樹型、椰樹型、蓮花型、彩蝶型等，多用在公園、濕地、風(fēng)景名勝區(qū)等，既滿足了大流量移動(dòng)通信的需求，也實(shí)現(xiàn)了與景區(qū)環(huán)境的和諧。城市人文景觀造型，如奧環(huán)型、東方明珠塔形、同心圓型等，在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信建站的同時(shí)，也建造了富有現(xiàn)代氣息的城市標(biāo)志。我公司研制的環(huán)境仿生塔具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：（1）環(huán)境仿真和重構(gòu)技術(shù)：對基站現(xiàn)場進(jìn)行全方位拍攝和數(shù)字化處理，運(yùn)用3DMAX等軟件進(jìn)行三維模型仿真，進(jìn)行環(huán)境重構(gòu)設(shè)計(jì)，再通過SPA2000等軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，試驗(yàn)，確保產(chǎn)品的造型與環(huán)境協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)安全、隱蔽性強(qiáng)。（2）仿生造型和新型材料：設(shè)計(jì)了樹型、樹枝、樹葉的仿生造型，以及復(fù)合型樹脂配方，對駐波比、增益、水平波瓣無影響，基本不會(huì)對無線信號(hào)有衰減影響。

1.2 環(huán)境美化天線

3G、4G采用智能天線的形式，天線體積與2G相比增加一倍，小跳線的數(shù)量也是2G系統(tǒng)的幾倍，目標(biāo)更加明顯。通信基站天線的美化、隱蔽問題凸現(xiàn)重要。因而研制一種，且利用具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性能的復(fù)合材料作為天線美化材料；在天線美化罩體的造型設(shè)計(jì)上，我們設(shè)計(jì)成變色龍型、煙囪型、空調(diào)外機(jī)型等環(huán)境偽裝造型，很好地解決了這一難題。我公司研制的美化天線還具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：（1）具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性能的生態(tài)型復(fù)合材料，介電常數(shù)ε及損耗角正切值小、透波率高。（2）突破了2G基站天線的傳統(tǒng)美化技術(shù)。傳統(tǒng)加罩美化天線是在天線外增加一層，相當(dāng)于在天線陣子外包了兩層；而新型美化天線天線陣子外只包圍了一層。（3）美化天線和單天線指標(biāo)值差異較少且方位角和水平角可以遙控調(diào)節(jié)。尤其是新型美化天線克服了傳統(tǒng)的加罩美化天線盲區(qū)明顯大、同頻干擾的點(diǎn)多、增益隨頻率的增高、損耗會(huì)增大、影響智能天線的智能化等缺點(diǎn)。

1.3 美化節(jié)能機(jī)房

傳統(tǒng)的機(jī)房使用磚混結(jié)構(gòu)，存在建造時(shí)間長、溫度調(diào)節(jié)效率低、耗能大等不足，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了目前通信設(shè)施建設(shè)的需求和國家對節(jié)能減排的要求，通信機(jī)房的節(jié)能、智能與美化已經(jīng)是不可阻擋的發(fā)展趨勢。美化節(jié)能機(jī)房房體主要采用彩鋼夾芯板，芯材為EPS或擠塑聚苯乙烯（XPS）夾芯板或（PU）聚氨酯夾心板。造型上有假山機(jī)房、綠化帶機(jī)房、廣告機(jī)柜等，美觀和諧、環(huán)保節(jié)能、融于環(huán)境。具有良好的防水、防火、防盜、安全、密閉性能等。已廣泛適用于公園、城市綠化帶、風(fēng)景區(qū)、住宅小區(qū)等戶外場地。我公司研制的此類機(jī)房具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：（1）一體化設(shè)計(jì)：采用一體化融合設(shè)計(jì)思路，結(jié)構(gòu)全部采用標(biāo)準(zhǔn)件，施工和維護(hù)十分便捷。（2）高分子環(huán)保材料：機(jī)房采用，導(dǎo)熱系數(shù)小于、保溫性能強(qiáng)、隔音效果好的聚氨酯熱固性彈性體材料。（3）智能系統(tǒng)：利用傳感技術(shù)、智能熱置換系統(tǒng)，大大提高了置換效率和降低了能耗。采用煙感、水感、監(jiān)控和報(bào)警等提高基站的智能水平和遠(yuǎn)程管理水平。

1.4 新型環(huán)保型一體化基站

傳統(tǒng)的基站機(jī)房、塔桅、天線各自獨(dú)立，在建設(shè)中需要進(jìn)行土建、汽吊安裝、登高作業(yè)，具有費(fèi)時(shí)費(fèi)工不安全等缺點(diǎn)，而且建設(shè)的基站作為永久建筑，不能重復(fù)使用。我公司開發(fā)的新型環(huán)保型一體化基站集成機(jī)房塔桅天線為一體，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)支撐、翻轉(zhuǎn)和升降，整個(gè)過程只要2-3小時(shí)。滿足了運(yùn)營商快速建站的需求。并且，該基站能隨搬隨走、重復(fù)使用，又滿足了運(yùn)營商快速優(yōu)化布站的需求，最終降低建站的綜合成本。

二、結(jié)語

在可預(yù)見的3G、4G大規(guī)模基站建設(shè)中，環(huán)境仿生作為一項(xiàng)不可或缺思維和技術(shù)將發(fā)揮越來越重要作用。endprint