浅谈环境仿生在基站中的应用

国中华　蓝家禄　张君

【摘要】 本文介绍了在基站机房、通信塔、天线中应用环境和仿生技术。

【关键词】 环境 仿生 基站 应用

常规的移动通信基站机房、铁塔和天线裸露在外面，通信基站的安全性、隐蔽性、与环境的融合性较差， 天线架设方式目标过于明显，不仅影响到了自然景观及城市景观，也容易引起站点周边居民的阻扰。使得很大部分通信基站建设受阻。随着无线网络的日益普及，3G、4G的大规模建设，以及城市生态化进程和人们环保意识的增强，对通信基站与环境协调性提出了更高更迫切的要求。

仿生是研究生物系统的结构和性质为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学，环境技术是指能节约或保护能源和自然资源、减少人类活动产生的环境负荷，从而保护环境的设计、生产以及产品发送的方法等。在基站的建设中应用环境仿生技术，就是要改变基站的传统建设模式，实现基站与环境的和谐，确保移动通信低成本高效率地完成建设。

一、环境仿生在基站中的应用

1.1 环境仿生通信塔

通过仿真开发与环境融合的环境仿生通信塔，分为动植物造型和城市人文景观造型。动植物造型，如松树型、椰树型、莲花型、彩蝶型等，多用在公园、湿地、风景名胜区等，既满足了大流量移动通信的需求，也实现了与景区环境的和谐。城市人文景观造型，如奥环型、东方明珠塔形、同心圆型等，在实现移动通信建站的同时，也建造了富有现代气息的城市标志。我公司研制的环境仿生塔具有以下创新点：（1）环境仿真和重构技术：对基站现场进行全方位拍摄和数字化处理，运用3DMAX等软件进行三维模型仿真，进行环境重构设计，再通过SPA2000等软件进行结构力学分析，试验，确保产品的造型与环境协调、结构安全、隐蔽性强。（2）仿生造型和新型材料：设计了树型、树枝、树叶的仿生造型，以及复合型树脂配方，对驻波比、增益、水平波瓣无影响，基本不会对无线信号有衰减影响。

1.2 环境美化天线

3G、4G采用智能天线的形式，天线体积与2G相比增加一倍，小跳线的数量也是2G系统的几倍，目标更加明显。通信基站天线的美化、隐蔽问题凸现重要。因而研制一种，且利用具有优良的物理和化学性能的复合材料作为天线美化材料；在天线美化罩体的造型设计上，我们设计成变色龙型、烟囱型、空调外机型等环境伪装造型，很好地解决了这一难题。我公司研制的美化天线还具有以下创新点：（1）具有优良的物理和化学性能的生态型复合材料，介电常数ε及损耗角正切值小、透波率高。（2）突破了2G基站天线的传统美化技术。传统加罩美化天线是在天线外增加一层，相当于在天线阵子外包了两层；而新型美化天线天线阵子外只包围了一层。（3）美化天线和单天线指标值差异较少且方位角和水平角可以遥控调节。尤其是新型美化天线克服了传统的加罩美化天线盲区明显大、同频干扰的点多、增益随频率的增高、损耗会增大、影响智能天线的智能化等缺点。

1.3 美化节能机房

传统的机房使用砖混结构，存在建造时间长、温度调节效率低、耗能大等不足，已经远远满足不了目前通信设施建设的需求和国家对节能减排的要求，通信机房的节能、智能与美化已经是不可阻挡的发展趋势。美化节能机房房体主要采用彩钢夹芯板，芯材为EPS或挤塑聚苯乙烯（XPS）夹芯板或（PU）聚氨酯夹心板。造型上有假山机房、绿化带机房、广告机柜等，美观和谐、环保节能、融于环境。具有良好的防水、防火、防盗、安全、密闭性能等。已广泛适用于公园、城市绿化带、风景区、住宅小区等户外场地。我公司研制的此类机房具有以下创新点：（1）一体化设计：采用一体化融合设计思路，结构全部采用标准件，施工和维护十分便捷。（2）高分子环保材料：机房采用，导热系数小于、保温性能强、隔音效果好的聚氨酯热固性弹性体材料。（3）智能系统：利用传感技术、智能热置换系统，大大提高了置换效率和降低了能耗。采用烟感、水感、监控和报警等提高基站的智能水平和远程管理水平。

1.4 新型环保型一体化基站

传统的基站机房、塔桅、天线各自独立，在建设中需要进行土建、汽吊安装、登高作业，具有费时费工不安全等缺点，而且建设的基站作为永久建筑，不能重复使用。我公司开发的新型环保型一体化基站集成机房塔桅天线为一体，能实现自动支撑、翻转和升降，整个过程只要2-3小时。满足了运营商快速建站的需求。并且，该基站能随搬随走、重复使用，又满足了运营商快速优化布站的需求，最终降低建站的综合成本。

二、结语

在可预见的3G、4G大规模基站建设中，环境仿生作为一项不可或缺思维和技术将发挥越来越重要作用。endprint