淺談衛(wèi)星地面站天線的建設(shè)與維護(hù)

謝 欣，陶春燕，李保東

（北京導(dǎo)航信息中心，北京 100094）

淺談衛(wèi)星地面站天線的建設(shè)與維護(hù)

謝 欣，陶春燕，李保東

（北京導(dǎo)航信息中心，北京 100094）

本文結(jié)合衛(wèi)星地面站天線的安裝及維護(hù)工作實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹了在各種自然環(huán)境和電磁環(huán)境下地面站天線的選址、安裝調(diào)試及維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。

衛(wèi)星地面站天線；檢查和維護(hù)；拋物面天線

衛(wèi)星地面站天線的架設(shè)必須充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和電磁環(huán)境，架設(shè)場(chǎng)地的選擇尤為重要。衛(wèi)星地面站天線一般都是露天放置，冰凌日曬，風(fēng)吹雨打，時(shí)間久了難免出現(xiàn)故障，所以天線的維護(hù)工作不可忽視。

1 衛(wèi)星地面站天線的建設(shè)

1.1 衛(wèi)星地面站天線的選址

衛(wèi)星天線不論口徑尺寸大小，都應(yīng)盡可能架設(shè)在當(dāng)?shù)亻_闊空曠地最高處，避開山坡、樹林、高層建筑物、鐵塔、高壓輸電線等對(duì)天線波束的阻擋。天線主波束方向上應(yīng)有足夠的視界，天線正前方應(yīng)有盡可能寬的視角。一般要求以天線基點(diǎn)為參考，對(duì)障礙物最高點(diǎn)所成的夾角小于3度。天線的架設(shè)位置應(yīng)避開風(fēng)口，以減小天線的風(fēng)載。天線的風(fēng)載太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致天線變形，影響信號(hào)的接收效果。在多雷雨地區(qū)，天線的架設(shè)位置應(yīng)避開雷擊多發(fā)地點(diǎn)，同時(shí)要采取多種避雷措施。大口徑天線的架設(shè)必須考慮運(yùn)輸、施工、管理、維護(hù)等條件是否合適。原則上，衛(wèi)星地面站天線周圍不應(yīng)有干擾源。有沒(méi)有阻擋的條件下，天線的架設(shè)位置也不是越高越好。在微波干擾嚴(yán)重的城市樓群中架設(shè)時(shí)需特別注意，為了保證衛(wèi)星信號(hào)接收的質(zhì)量，一般應(yīng)使用頻譜分析儀或微波場(chǎng)強(qiáng)儀對(duì)衛(wèi)星天線架設(shè)位置進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，利用地形或建筑物巧妙地避開微波干擾。

1.2 天線的基礎(chǔ)建設(shè)

衛(wèi)星地面站天線尤其是大口徑拋物面天線的架設(shè)點(diǎn)要有牢固的地基，保證能夠充分承載天線自身的負(fù)荷。在最大12級(jí)風(fēng)、降雨1000mm/h條件下能正常工作，不致出現(xiàn)坍塌或遇大風(fēng)時(shí)被連“根”拔起。建墩時(shí)預(yù)先埋設(shè)地基螺栓，且按尺寸要求與天線基座相對(duì)應(yīng)；若天線墩建在已有建筑物屋頂時(shí)，應(yīng)充分與建筑物混凝土頂面相接，澆灌前應(yīng)將樓板防曬層除盡，使天線墩底面與樓板水泥面充分結(jié)合，天線墩與樓板結(jié)合處應(yīng)至少用四根較粗的鏍紋鋼或膨脹鏍絲加固，天線墩建在地面時(shí)，應(yīng)選擇建在堅(jiān)固的地質(zhì)層上。

1.3 天線饋線的選擇

饋線是引導(dǎo)電磁波傳播、輸送電磁能量的金屬導(dǎo)體，它是衛(wèi)星通信等系統(tǒng)的配套設(shè)備之一，其性能的好壞直接影響著其傳輸信號(hào)的質(zhì)量。因此，在天線的架設(shè)過(guò)程中，要充分考慮使戶外單元與戶內(nèi)單元的距離盡可能短，以減少因傳輸線過(guò)長(zhǎng)而造成的信號(hào)損耗。在實(shí)際工程中常使用低損耗射頻電纜，電纜接頭處要做好防水處理。

1.4 特殊地區(qū)天線材料的選擇

在一些特殊地區(qū)，除了要選好一個(gè)合適的衛(wèi)星接收點(diǎn)外，還要對(duì)天線材料本身進(jìn)行特殊選擇或處理。在沿海地區(qū)，由于鹽霧和霉菌侵蝕嚴(yán)重，衛(wèi)星地面站天線可選擇經(jīng)防腐處理的反射面和饋源；在太陽(yáng)紫外線輻射嚴(yán)重的高山地區(qū)，不宜選用玻璃鋼制品的天線，以防老化而縮短天線使用壽命；在有臺(tái)風(fēng)的地區(qū)，要十分注意天線的支撐結(jié)構(gòu)是否堅(jiān)固，為減小風(fēng)壓負(fù)荷還可以考慮選用網(wǎng)狀天線。

2 衛(wèi)星地面站天線的維護(hù)

2.1 天線重點(diǎn)活動(dòng)部位的維護(hù)

天線安裝調(diào)試完成后，在接收某確定衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，其方位角、俯仰角基本不動(dòng)。為消除衛(wèi)星漂移帶來(lái)的影響，可以根據(jù)實(shí)際收測(cè)效果，定期或不定期對(duì)天線指向進(jìn)行微調(diào)，以便之始終處于最佳接收狀態(tài)。所以對(duì)衛(wèi)星天線活動(dòng)部件要重點(diǎn)保養(yǎng)，對(duì)天線系統(tǒng)的活動(dòng)支點(diǎn)、軸承、絲桿等應(yīng)定期涂注潤(rùn)滑油，方位和俯仰調(diào)節(jié)絲桿的保護(hù)罩不能破損，絲桿上應(yīng)涂足二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑脂，3個(gè)月添加1次，1年左右用汽油清洗一次絲杠并更換潤(rùn)滑脂，絲桿螺母中發(fā)現(xiàn)有塵土、雜物時(shí)應(yīng)及時(shí)用汽油清洗并及時(shí)更換潤(rùn)滑脂。以確保衛(wèi)星天線在需要時(shí)調(diào)節(jié)自如。

根據(jù)工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，天線實(shí)時(shí)跟蹤在一天內(nèi)俯仰角度或方位角度調(diào)整超過(guò)2°的情況下，一般每三年對(duì)伺杠進(jìn)行一次更換，避免因磨損較大帶來(lái)的指向位置不準(zhǔn)。

2.2 對(duì)避雷設(shè)施檢查和維護(hù)為防止衛(wèi)星地面站天線遭受雷擊，天線上方應(yīng)安裝避雷針，在澆筑基座時(shí)應(yīng)使基座與天線一起可靠接地，接地電阻應(yīng)小于4歐姆。在雷雨季節(jié)到來(lái)之前，必須仔細(xì)檢查避雷接地系統(tǒng)是否良好。在有關(guān)衛(wèi)星地面站天線的安全檢測(cè)報(bào)告中顯示，其避雷針系統(tǒng)存在著種種隱患，有的避雷針接地不規(guī)范，接頭處僅以細(xì)鐵絲纏繞幾下，而且作為導(dǎo)線的鐵絲橫截面過(guò)小，不能達(dá)到安全避雷擊的作用。有的接地導(dǎo)線銹蝕嚴(yán)重、接頭松脫，從而導(dǎo)致接地阻抗過(guò)大，難于真正防雷。還有的避雷針設(shè)置高度低于地面站天線的高度，天線因此得不到避雷針的真正保護(hù)。最嚴(yán)重的是避雷導(dǎo)線銹斷，接地線路已斷開，或根本沒(méi)有裝避雷設(shè)施。所以，在每年入夏后，雷電天氣頻繁出現(xiàn)的季節(jié)來(lái)臨之前，維護(hù)人員務(wù)必針對(duì)天線的避雷設(shè)施進(jìn)行一次安全檢查和維護(hù)。另外，天線在防雷檢測(cè)保養(yǎng)的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣的安全檢查，主要是檢查天線底座、支架的堅(jiān)固牢靠與否。

2.3 天線饋線的檢查和維護(hù)

從室外天線到機(jī)房?jī)?nèi)衛(wèi)星接收機(jī)的電線饋線宜穿金屬管道，金屬管道與電纜饋線的屏蔽網(wǎng)應(yīng)可靠接地。天線的戶外接地線不要與機(jī)房?jī)?nèi)衛(wèi)星接收機(jī)等設(shè)備的接地線共用，要分別接地。室外天線饋線盡量放置在走線槽或PVC管保護(hù)，管道接口處盡量用密封膠或泡沫膨脹劑填充，防止進(jìn)水和鼠咬。對(duì)于暴露在外受侵蝕的線纜、接頭及其他有關(guān)器件，最好能保證每月巡檢一次，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止因線路受損等導(dǎo)致天線工作異常。

2.4 饋源薄膜的檢查和維護(hù)

天饋線系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)是饋源薄膜，饋源膜一旦破損或密封不好不僅直接影響天饋線系統(tǒng)的性能，而且如果有雨水進(jìn)入饋源造成的損失是非常嚴(yán)重的。所以平時(shí)檢修時(shí)應(yīng)檢查饋源薄膜有無(wú)損傷，如有老化、劃痕，應(yīng)該立即更換。饋源薄膜要選用質(zhì)量好、耐用且對(duì)天線電氣指標(biāo)影響小的。更換饋源膜后最好過(guò)24小時(shí)再進(jìn)行充氣，以保證硅橡膠充分凝固。波導(dǎo)充氣機(jī)的工作狀態(tài)很大程度上能夠反映天線饋源膜及波導(dǎo)密封性的好壞，因此應(yīng)保證在充氣機(jī)開啟時(shí)最多每隔幾小時(shí)就能巡視一次充氣機(jī)的工作狀態(tài)，因?yàn)槌錃鈾C(jī)的頻繁啟動(dòng)往往是饋源薄膜出現(xiàn)故障的表現(xiàn)。這樣做一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)天饋線系統(tǒng)的異常漏氣，對(duì)及時(shí)定位故障、排除故障非常有益；另一方面可以防止因饋線系統(tǒng)嚴(yán)重漏氣使充氣機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作燒毀氣泵的現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)檢查充氣機(jī)內(nèi)的硅膠干燥劑，發(fā)現(xiàn)其變紅應(yīng)及時(shí)更換。

2.5 拋物面天線表面的維護(hù)與保養(yǎng)

在冬季，要適時(shí)除去拋物面上的積雪、冰凌以保證電性能正常，并及時(shí)除銹、噴涂油漆，以防拋物面腐蝕而影響反射效果，一般使用兩年左右應(yīng)對(duì)天線重新油漆一次，氣候條件惡劣的地區(qū)，油漆的周期還可縮短，以油漆沒(méi)有剝落為原則。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合衛(wèi)星地面站天線的安裝及維護(hù)工作實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹了在各種自然環(huán)境和電磁環(huán)境下地面站天線的選址、安裝調(diào)試及維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。

中心牽頭起草6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)獲中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)

在2016年12月28日舉行的中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)第十四次會(huì)員大會(huì)上，協(xié)會(huì)對(duì)獲得2016年科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的單位和個(gè)人進(jìn)行了表彰。國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)信息通信研究院等單位牽頭起草的《5GHz無(wú)線接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率選擇（DFS）技術(shù)要求和測(cè)試方法》等6項(xiàng)國(guó)際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)榮獲二等獎(jiǎng)。

《5GHz無(wú)線接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率選擇（DFS）技術(shù)要求和測(cè)試方法》等標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)我國(guó)頻率劃分、規(guī)劃和使用情況，規(guī)范了5GHz頻段無(wú)線接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率選擇技術(shù)要求和測(cè)試方法，為頻率規(guī)劃的后續(xù)實(shí)施提供了支撐。

休斯推出企業(yè)級(jí)廣域網(wǎng)技術(shù)

休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的HughesON ActiveTechnologies套件推出了一款新產(chǎn)品，能夠?qū)⑵胀▽拵нB接轉(zhuǎn)化為快速、面向應(yīng)用的企業(yè)級(jí)廣域網(wǎng)（Wide Area Networks - WANs）。Hughes ActiveClassifier是一種廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)分析流量，智能地對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用程序（如POS、視頻、VoIP和云應(yīng)用程序）進(jìn)行分類。ActiveClassifier確保應(yīng)用程序映射到正確的服務(wù)類別，并與其他Hughes ActiveTechnologies技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)WAN提供有效的優(yōu)先級(jí)。

當(dāng)使用有線、DSL或LTE寬帶的用戶需要加強(qiáng)或甚至替換昂貴的MPLS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，ActiveClassifier為他們開辟了一個(gè)新的方法。ActiveClassifier包括基于域的分類，使企業(yè)能夠優(yōu)先處理關(guān)鍵業(yè)務(wù)云應(yīng)用程序和網(wǎng)站，而不是一般員工或訪客Internet流量。

“網(wǎng)絡(luò)日益收到更多的帶寬需求，因?yàn)橛脩羰褂昧舜罅康男聭?yīng)用程序-其中許多是基于云計(jì)算的，”休斯北美區(qū)資深副總裁Mike Cook表示。“很多時(shí)候，應(yīng)用程序沒(méi)有通過(guò)IT或網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)的審核就加以應(yīng)用，可能會(huì)導(dǎo)致帶寬沖突并使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。ActiveClassifier通過(guò)識(shí)別和動(dòng)態(tài)優(yōu)化流量并適應(yīng)新的應(yīng)用程序組合，幫助保護(hù)所有關(guān)鍵應(yīng)用程序。低成本寬帶連接現(xiàn)在可以在高性能企業(yè)WAN的背景下使用，幫助企業(yè)在后續(xù)的大帶寬需求方面始終領(lǐng)先一步。”

Discussion on the Construction and Maintenance of Satellite Ground Station Antenna

Xie Xin, Tao Chunyan, Li Baodong
(Beijing Navigation Information Center, Beijing, 100094)

Based on the practice of installation and maintenance of satellite ground station antenna, this paper briefly introduces the location, installation, debugging and maintenance experience of ground station antenna under various natural and electromagnetic environments.

satellite ground station antenna; inspection and maintenance; parabolic antenna

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.01.011

TN82文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B

1672-7274（2017）01-0042-03