衛(wèi)星地球站天饋線(xiàn)系統(tǒng)日常維護(hù)與故障處理方法

萬(wàn)果果

（河南廣播電視臺(tái)衛(wèi)星傳輸中心，河南 鄭州 450000）

0 引言

廣播電視衛(wèi)星地球站的天饋線(xiàn)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將微波信號(hào)定向輻射至同步軌道的廣播電視通信衛(wèi)星，也用來(lái)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)地面覆蓋的信號(hào)質(zhì)量，是收發(fā)廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的重要設(shè)施，是保障地球站安全播出的重要環(huán)節(jié)。天饋線(xiàn)系統(tǒng)一般安裝在室外，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，因此更需要加強(qiáng)維護(hù)。細(xì)致周密的日常維護(hù)能有效降低天饋線(xiàn)系統(tǒng)的故障率，完善合理的故障處置預(yù)案能顯著提高搶修效率，全面詳實(shí)的技術(shù)檔案便于全面掌握設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，從而確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。本文從實(shí)際工作出發(fā)，總結(jié)了地球站天饋線(xiàn)系統(tǒng)常見(jiàn)故障的處置方法和日常維護(hù)規(guī)范，并提出對(duì)維護(hù)檔案進(jìn)行電子化歸檔，促進(jìn)維護(hù)檢修的科學(xué)化、規(guī)范化、數(shù)據(jù)化。

1 天饋線(xiàn)系統(tǒng)組成

天饋線(xiàn)系統(tǒng)主要由衛(wèi)星天線(xiàn)、饋線(xiàn)、線(xiàn)纜橋架、天線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器（Antenna Drive Unit，ADU）、天線(xiàn)控制器（Antenna Control Unit，ACU）、追蹤接收機(jī)、波導(dǎo)充氣機(jī)、避雷裝置以及天線(xiàn)除冰雪裝置（南方無(wú)降雪天氣的區(qū)域不需要）等組成。衛(wèi)星天線(xiàn)可細(xì)分為主反射面、副反射面、饋源、座架、俯仰驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、方位驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、俯仰限位、方位限位及支撐腿等。天線(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。饋線(xiàn)可細(xì)分為矩形波導(dǎo)、軟波導(dǎo)、橢圓波導(dǎo)及其他連接件等。

圖1 衛(wèi)星天線(xiàn)結(jié)構(gòu)圖

2 天饋線(xiàn)系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及處理

天饋線(xiàn)系統(tǒng)通常處于比較穩(wěn)定的靜止?fàn)顟B(tài)，可是一旦出現(xiàn)故障，恢復(fù)時(shí)間是比較長(zhǎng)的，因此配置備用天線(xiàn)很重要。同時(shí)，制定一套行之有效的故障應(yīng)急維修預(yù)案，能有效縮短故障處置時(shí)間，確保天饋線(xiàn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.1 通信異?；蛲蝗恢袛?/h3>

當(dāng)?shù)厍蛘旧舷滦型ㄐ虐l(fā)生異?；蛲蝗恢袛啵紫冗M(jìn)行應(yīng)急切換，在第一時(shí)間搶通信號(hào)，然后通過(guò)網(wǎng)管和視音頻告警系統(tǒng)排查是信源問(wèn)題還是上行設(shè)備出現(xiàn)故障。如果可以排除上述故障，則應(yīng)對(duì)天饋線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行檢查。天饋線(xiàn)系統(tǒng)機(jī)械[1]故障的檢查及處理步驟如下。

（1）在確定上行鏈路設(shè)備工作正常的情況下，查看高功放的反射功率是否正常。如果反射功率上升，則進(jìn)行檢查步驟（2）和步驟（6），如果正常則繼續(xù)檢查其他原因。

（2）檢查波導(dǎo)充氣機(jī)工作是否正常。如果不正常，按步驟（3）進(jìn)一步檢查；如果正常，則繼續(xù)檢查其他原因。

（3）檢查軟波導(dǎo)是否出現(xiàn)裂縫或斷開(kāi)。如果是，則應(yīng)關(guān)閉高功放，立即更換此軟波導(dǎo)；如果正常則繼續(xù)步驟（4）。

（4）檢查饋源膜是否破損進(jìn)水。如果發(fā)現(xiàn)破損，則應(yīng)關(guān)閉高功放和充氣機(jī)，如果是雨雪天氣，應(yīng)用雨衣或塑料膜等防水材料蓋住饋源喇叭口防止進(jìn)水，待降水停止后，對(duì)饋源內(nèi)部進(jìn)行清理并更換饋源膜；如果未發(fā)現(xiàn)破損，則繼續(xù)檢查其他原因。

（5）檢查波導(dǎo)充氣機(jī)干燥劑是否失效。如果已經(jīng)失效，則可能是由于波導(dǎo)管內(nèi)潮氣得不到吸收，緩慢積攢冷凝水所致，應(yīng)關(guān)閉高功放和波導(dǎo)充氣機(jī)，然后對(duì)波導(dǎo)可能積水的部位進(jìn)行拆解清理并更換波導(dǎo)充氣機(jī)干燥劑。

（6）檢查波導(dǎo)是否衰減過(guò)大。如果是，則分段檢查波導(dǎo)是否出現(xiàn)損壞，并及時(shí)更換故障波導(dǎo)。

（7）如果以上檢查都正常，應(yīng)對(duì)天線(xiàn)的俯仰角、方位角以及極化角進(jìn)行檢查，看是否出現(xiàn)偏離。

需要注意的是，維修期間，如需對(duì)天饋線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行帶載測(cè)試，則不能使天線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，以避免造成同頻干擾。

2.2 波導(dǎo)充氣故障

地球站天饋線(xiàn)系統(tǒng)的波導(dǎo)連接主要由硬波導(dǎo)、軟波導(dǎo)及橢圓波導(dǎo)組成。其中，硬波導(dǎo)又可細(xì)分為E 面彎頭、H 面彎頭、扭波導(dǎo)以及橢矩轉(zhuǎn)換波導(dǎo)等，法蘭接口較多，難以實(shí)現(xiàn)完美的密閉效果，為使波導(dǎo)管內(nèi)保持干燥、干凈的工作環(huán)境，必須配備波導(dǎo)充氣機(jī)，通過(guò)充氣耦合波導(dǎo)向波導(dǎo)管內(nèi)輸送干燥空氣并加壓。如果波導(dǎo)充氣機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)充氣間隔明顯縮短、壓力下降過(guò)快或持續(xù)充氣無(wú)法達(dá)到設(shè)定氣壓等情況，可按以下步驟進(jìn)行判斷處理。

（1）檢查波導(dǎo)充氣機(jī)本身是否出現(xiàn)故障。如出現(xiàn)壓力過(guò)大或不能自動(dòng)啟停等情況，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系廠(chǎng)家維修或更換；如運(yùn)行正常，則繼續(xù)檢查其他原因。

（2）檢查波導(dǎo)充氣機(jī)與充氣耦合波導(dǎo)的連接管是否破損或斷開(kāi)連接。如果是，則立即更換充氣管并緊固連接口。

（3）檢查波導(dǎo)隔離窗是否發(fā)生破損，偶爾可能因波導(dǎo)拉弧造成隔離窗受損破裂，從而造成漏氣。如果發(fā)生破損應(yīng)及時(shí)更換。

（4）檢查喇叭口饋源膜[2]是否出現(xiàn)裂縫等損傷。如果有損傷且遇到雨雪天氣，應(yīng)用雨衣或塑料膜等防水材料蓋住饋源喇叭口防止進(jìn)水，待降水停止后，對(duì)饋源內(nèi)部進(jìn)行清理并更換饋源膜；如果未發(fā)現(xiàn)破損，則繼續(xù)檢查其他原因。

（5）檢查軟波導(dǎo)是否出現(xiàn)裂縫。如果有，則立即更換受損傷的軟波導(dǎo)。

（6）檢查每一個(gè)波導(dǎo)連接口是否出現(xiàn)漏氣。如果有，則應(yīng)更換密封墊圈，使用704 密封膠對(duì)波導(dǎo)連接口進(jìn)行密封，待密封膠完全固化后（一般24 小時(shí)左右，視環(huán)境溫濕度時(shí)間會(huì)有浮動(dòng)）再開(kāi)啟波導(dǎo)充氣機(jī)進(jìn)行充氣測(cè)試。

3 天饋線(xiàn)系統(tǒng)的日常檢查及維護(hù)

天饋線(xiàn)系統(tǒng)的日常檢修和維護(hù)[3]工作，一方面在于做好日常保養(yǎng)，使系統(tǒng)各部件處于健康狀態(tài)；另一方面在于提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將隱患消滅在萌芽期，降低設(shè)備故障率，使系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作在最佳狀態(tài)。

3.1 天饋線(xiàn)的檢查及維護(hù)

天饋線(xiàn)的檢查及維護(hù)工作一般有如下要點(diǎn)。

（1）在條件允許的情況下，可定期大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)天線(xiàn)的方位和俯仰角度，以測(cè)試機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分的工作狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)絲杠或軸承異響、角度指示偏差等異常情況，應(yīng)立即進(jìn)行細(xì)致排查和維修。

（2）每年定期或在需要大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)天線(xiàn)前應(yīng)對(duì)方位、俯仰硬限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，如限位失靈，應(yīng)禁止天線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)操作，即時(shí)排查故障，避免發(fā)生重大事故。

（3）每年對(duì)天線(xiàn)座架各部分螺栓進(jìn)行檢查，看連接有無(wú)松動(dòng)或損傷，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)緊固并更換出現(xiàn)損傷的螺栓。

（4）每隔兩年，用汽油對(duì)天線(xiàn)的方位絲杠、俯仰絲杠、方位轉(zhuǎn)動(dòng)軸、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)軸及電機(jī)齒輪等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行清洗，并充分涂抹二硫化鉬潤(rùn)滑劑。減速機(jī)應(yīng)采用極壓鋰基潤(rùn)滑脂。

（5）每隔3 至4 年（視使用情況而定），對(duì)天線(xiàn)反射面和座架結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行噴漆處理。噴漆前應(yīng)將起皮脫落的漆膜和銹跡打磨掉，對(duì)于露出金屬層的位置，應(yīng)先涂環(huán)氧鋅黃底漆做防銹處理，最后用白色醇酸磁漆對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行噴涂[4]。

（6）波導(dǎo)連接器件中的軟波導(dǎo)最易老化受損，應(yīng)定期檢查軟波導(dǎo)的老化和受損程度，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)更換。

（7）定期使用測(cè)溫槍或熱像儀對(duì)波導(dǎo)溫度進(jìn)行測(cè)試，如有異常能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異態(tài)波導(dǎo)并進(jìn)行更換。

（8）如遇大雪天氣，應(yīng)及時(shí)對(duì)天線(xiàn)主反射面和饋源膜進(jìn)行除雪，減少積雪對(duì)天線(xiàn)收發(fā)信號(hào)造成的影響。

（9）定期檢查饋源膜，查看是否出現(xiàn)破損。一旦發(fā)現(xiàn)裂縫或密封不嚴(yán)要及時(shí)更換，避免雨雪天氣饋源進(jìn)水造成重大損失。

（10）每日定時(shí)檢查充氣機(jī)的工作狀態(tài)，查看干燥劑是否失效，記錄充氣間隔時(shí)間。

（11）定期檢查避雷器狀態(tài)，雷雨天氣應(yīng)加強(qiáng)巡檢，發(fā)現(xiàn)失效須及時(shí)更換。

另外需要注意的是，如果需要人員登上天線(xiàn)主反射面進(jìn)行作業(yè)，工作人員應(yīng)穿軟膠平底鞋，避免刮傷天線(xiàn)，且應(yīng)盡量減少在主反射面上同時(shí)作業(yè)的人數(shù)。人員行走時(shí)應(yīng)沿筋條移動(dòng)，避免超重而造成主反射面變形，影響天線(xiàn)指標(biāo)。

3.2 饋源膜的更換方法

天線(xiàn)喇叭口的饋源膜能夠?yàn)轲佋赐矁?nèi)的波紋喇叭提供防護(hù)，避免有異物或雨水進(jìn)入。其一般為聚四氟乙烯材料，容易因受到外力（如冰雹、高空墜物等）出現(xiàn)破損，一旦破損進(jìn)水，可能造成天線(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法使用。因此，一旦發(fā)現(xiàn)饋源膜老化或破損，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，避免造成更大的損失。下面介紹饋源膜的更換步驟和方法。

（1）確保要更換饋源膜的天線(xiàn)不在發(fā)射狀態(tài)，避免大功率微波對(duì)工作人員造成傷害。

（2）準(zhǔn)備好尺寸合適的新饋源膜，檢查確認(rèn)新饋源膜無(wú)損傷，準(zhǔn)備好螺絲刀、扳手、裁紙刀、棉布及密封膠等工具。

（3）去除原先涂抹的密封膠。

（4）用螺絲刀取下固定螺絲和壓環(huán)，取下舊饋源膜。取下時(shí)應(yīng)注意不要將異物掉入喇叭口。

（5）檢查喇叭口內(nèi)是否有異物，如果有，則小心去除，用干凈的棉布將喇叭口擦拭干凈。

（6）小心謹(jǐn)慎地將新饋源膜、壓環(huán)、墊片及螺絲依次裝回。安裝過(guò)程中，如遇到螺絲或墊片等異物掉落，務(wù)必檢查其是否掉入喇叭口，如果有，必須將其取出。

（7）緊固螺絲，使饋源膜和壓環(huán)緊密接觸。

（8）對(duì)壓環(huán)、饋源膜、螺絲和饋源筒的接縫處滿(mǎn)涂704 密封膠，切實(shí)起到密封效果。

（9）待密封膠完全固化后開(kāi)啟波導(dǎo)充氣機(jī)，檢查充氣間隔，判斷饋源膜的密封效果。

3.3 天線(xiàn)控制器（ACU）和追蹤接收機(jī)的日常維護(hù)

天線(xiàn)控制器（ACU）和追蹤接收機(jī)的日常維護(hù)主要有以下要點(diǎn)。

（1）每周檢查機(jī)箱溫度。機(jī)箱溫度一般不應(yīng)高于39 ℃，如超過(guò)，應(yīng)檢查環(huán)境溫度是否過(guò)高或者機(jī)箱散熱風(fēng)扇是否損壞。

（2）每?jī)芍芮謇硪槐闉V網(wǎng)，清理周期可視環(huán)境潔凈程度適當(dāng)調(diào)整。

（3）每年對(duì)機(jī)箱內(nèi)部進(jìn)行除塵。

（4）每年對(duì)追蹤接收機(jī)的輸出斜率進(jìn)行檢查。

3.4 天線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器（ADU）的日常維護(hù)

天線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器（ADU）的日常維護(hù)主要有以下要點(diǎn)。

（1）每年對(duì)機(jī)箱內(nèi)部進(jìn)行除塵。

（2）檢查干燥劑是否有效，如失效應(yīng)盡快換新。

（3）用萬(wàn)用表對(duì)ADU 的輸入交流電壓進(jìn)行測(cè)量，看是否在正常范圍。若測(cè)量結(jié)果異常，需要及時(shí)檢修。

4 建立天饋線(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)檔案

廣播電視衛(wèi)星地球站應(yīng)為天饋線(xiàn)系統(tǒng)建立完善的維護(hù)檔案。維護(hù)檔案涵蓋設(shè)備的整個(gè)生命周期。檔案內(nèi)容包括設(shè)備設(shè)施的登記表、體檢表、維護(hù)表、維修表及指標(biāo)測(cè)試表等，并宜對(duì)檔案資料進(jìn)行電子化歸檔，便于日后查閱利用，更好地服務(wù)于維護(hù)工作。詳實(shí)的檢修維護(hù)信息記錄，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)的規(guī)范化，有利于全面掌握設(shè)備運(yùn)行的健康狀況，有利于快速地進(jìn)行故障分析，有利于總結(jié)設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，還能夠?yàn)閭淦穫浼呐渲锰峁┲匾罁?jù)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、高質(zhì)的天饋線(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

天饋線(xiàn)系統(tǒng)是廣播電視衛(wèi)星地球站安全播出的重要保障，涉及環(huán)節(jié)眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)維修工作對(duì)工作人員的技術(shù)水平要求較高。日常工作中，相關(guān)人員要高度重視天饋線(xiàn)系統(tǒng)的維護(hù)工作，建立維護(hù)制度，加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)與演練，制訂嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的檢修維護(hù)計(jì)劃，并責(zé)任到人、強(qiáng)化執(zhí)行落實(shí)，日常維護(hù)工作應(yīng)做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并妥善處理，防患于未然。本文歸納的故障分析處理方法和檢修維護(hù)方法具有較強(qiáng)的實(shí)用性和規(guī)范性，能夠有效降低設(shè)備故障率，切實(shí)提高系統(tǒng)維護(hù)效率，確保天饋線(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，進(jìn)一步提升安全播出保障能力。