本文關(guān)鍵詞： 鐵塔 ADS軟件 天線電纜 雷電流 電壓分布　出處：《內(nèi)蒙古大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著3G、4G通信技術(shù)的發(fā)展,通信質(zhì)量越來(lái)越受到人們的關(guān)注,移動(dòng)通信基站作為通信系統(tǒng)中的重要組成部分,它的安全性、抗干擾性是影響通信質(zhì)量的重要因素,其中雷電對(duì)其的影響和危害不容忽視。論文首先介紹了雷電對(duì)移動(dòng)通信基站的危害及形式;其次,以雷電直擊移動(dòng)通信基站鐵塔時(shí),雷暴云、鐵塔、接地網(wǎng)和大地?zé)o限遠(yuǎn)處形成的回路為模擬對(duì)象,選擇TCS雷電流模型作為該回路的電流源,根據(jù)雷擊鐵塔時(shí)鐵塔的特征、接地網(wǎng)表現(xiàn)的特性建立了鐵塔、接地網(wǎng)的等效電路。考慮到雷擊鐵塔時(shí),天線電纜屏蔽層與鐵塔之間相互作用,建立了天線電纜-鐵塔的等效電路;接下來(lái),利用ADS軟件,建立完整的雷擊鐵塔回路模型,并采用TCS雷電流模型作為該回路的電流源,仿真模擬了雷電直擊移動(dòng)通信基站鐵塔后,鐵塔主梁上雷電流分布、鐵塔接地網(wǎng)上雷電流分布和電位分布、分兩種情況討論了天線電纜屏蔽層上感應(yīng)電流分布以及天線電纜與爬梯之間的電壓分布;根據(jù)仿真結(jié)果,提出了對(duì)鐵塔、機(jī)房的直擊雷防護(hù)措施和對(duì)線纜、設(shè)備等電位連接方式,并對(duì)比分析了增加防雷措施前后鐵塔主梁的雷電流分布、接地網(wǎng)上電位分布;最后,利用呼和浩特地區(qū)某移動(dòng)通信基站遭受雷擊情況驗(yàn)證采取防雷措施的有效性。通過(guò)分析仿真數(shù)據(jù)得出如下結(jié)論:雷擊鐵塔后,鐵塔四根主梁雷電流波形相同,在同一高度處電流幅值基本相同;鐵塔接地網(wǎng)上對(duì)稱接地體上的雷電流分布基本相同,電流的分布和接地體的布設(shè)形式有關(guān),土壤電阻率、天線電纜屏蔽層是否與鐵塔相連不會(huì)影響雷電流的波形和幅值;鐵塔接地網(wǎng)各處的電位在103-105KV之間,各點(diǎn)的電位基本相同,可視為等電位體,電位隨著土壤電阻率的增大而增大;天線電纜屏蔽層與鐵塔連接時(shí),垂直方向天線電流屏蔽層上的電流和它與爬梯之間的電壓比天線電纜屏蔽層不與鐵塔連接時(shí)要小,但水平方向天線電流屏蔽層的電流比不連接時(shí)大,并且它們都不受土壤電阻率變化的影響。采取防雷措施后能夠減小鐵塔主梁上雷電流、能夠減小發(fā)生雷電反擊的概率、減小天線電纜屏蔽層上的感應(yīng)電流和與爬梯之間的電壓,從而保護(hù)了基站,減少雷電對(duì)其的損害。
[Abstract]:With the development of 3G 4G communication technology, people pay more and more attention to the communication quality. As an important part of the communication system, the security and anti-jamming of the mobile base station are the important factors that affect the communication quality. The impact and harm of lightning on mobile communication base station can not be ignored. Firstly, the paper introduces the harm and form of lightning to mobile communication base station; secondly, when lightning strikes the tower of mobile communication base station, thunderstorm cloud, iron tower, The TCS lightning current model is chosen as the current source of the circuit. According to the characteristics of the tower when lightning strikes the iron tower, the characteristic of the grounding network is established. Considering the interaction between the shielding layer of antenna cable and the tower, the equivalent circuit of antenna cable and tower is established. Then, the complete circuit model of lightning tower circuit is established by using ADS software. Using the TCS lightning current model as the current source of the circuit, the lightning current distribution on the main beam of the tower, the lightning current distribution and the potential distribution on the grounding network of the tower are simulated after lightning strikes directly on the base tower of the mobile communication station. The distribution of inductive current on the shielding layer of antenna cable and the voltage distribution between antenna cable and climbing ladder are discussed in two cases. The equipotential connection mode of the equipment and the lightning current distribution of the main beam of the tower before and after increasing the lightning protection measures are compared and analyzed, and the potential distribution of the grounding network is also analyzed. The lightning protection measures are verified by lightning strike on a mobile communication base station in Hohhot area. By analyzing the simulation data, it is concluded that the lightning current waveform of the four main beams of the tower is the same after lightning strikes. At the same height, the amplitude of current is basically the same, and the distribution of lightning current on the symmetrical grounding body of tower grounding network is basically the same, the distribution of current is related to the form of grounding body, and the soil resistivity, Whether the shielding layer of antenna cable is connected with the tower will not affect the waveform and amplitude of the lightning current, the potential of the grounding grid of the tower is between 103-105 KV, the potential of each point is basically the same, it can be regarded as the equipotential body, and the potential increases with the increase of the soil resistivity. When the antenna cable shield layer is connected to the tower, the current on the vertical antenna current shield layer and the voltage between it and the climbing ladder are smaller than when the antenna cable shield layer is not connected to the tower. However, the current shielding layer of horizontal antenna is larger than that without connection, and they are not affected by the change of soil resistivity. The lightning current on the main beam of the tower can be reduced after lightning protection measures are taken, and the probability of lightning strike back can be reduced. The inductive current on the shielding layer of the antenna cable and the voltage between the antenna cable and the climbing ladder are reduced to protect the base station and reduce the damage caused by lightning.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：1531134