微波通信天饋線系統(tǒng)的維護(hù)對策分析

摘要：天饋線系統(tǒng)是整個(gè)微波通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，而因布置在室外的天饋線會受到各種惡劣氣候、自然災(zāi)害的干擾，使其各項(xiàng)功能、指標(biāo)等受到影響，使其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)難以發(fā)揮對應(yīng)的作用。針對該種情況，有必要對其加以維護(hù)，保證微波通信的穩(wěn)定性與安全性。文章就微波通信天饋線系統(tǒng)概述、微波通信天饋線系統(tǒng)維護(hù)的必要性、對策進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：微波通信;天饋線系統(tǒng);維護(hù)對策

一、引言

探究微波通信天饋線系統(tǒng)的維護(hù)對策，需明確其基本含義、必要性，其后就其在應(yīng)用過程中的諸多故障問題為基礎(chǔ)，制定對應(yīng)的維護(hù)對策，以此來發(fā)揮其更大的價(jià)值，為微波通信正常展開提供保障。

二、微波通信天饋線系統(tǒng)概述

微波通信天饋線系統(tǒng)，是指天線與饋線系統(tǒng)，是微波通信整個(gè)設(shè)備中的重要組成部分，在微波通信過程中，其需傳送微波上調(diào)制的基帶信號無線電波，按照自由空間傳播的方式來完成。其中天線的作用是接力通信裝置出入口，用于接收發(fā)信機(jī)微波信號，并將其轉(zhuǎn)化為可用的無線電波，沿固定方向開始朝外輻射，而饋線是收發(fā)信設(shè)備與連接天線的紐帶，其用于實(shí)現(xiàn)天線、微波機(jī)間微波信號的持續(xù)傳輸。

在微波通信過程中，其對饋線系統(tǒng)的要求主要是：天線增益良好、方向性強(qiáng)、系統(tǒng)損耗低、電壓駐波比小、極化去耦度高與相應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度，以此來滿足微波通信所需[1]。

三、微波通信天饋線系統(tǒng)維護(hù)的必要性

微波通信天饋線系統(tǒng)維護(hù)的必要性主要集中在以下兩點(diǎn)：其一，在一些多波道中，微波通信電路共同應(yīng)用一個(gè)饋線系統(tǒng)，饋線系統(tǒng)本身的質(zhì)量指標(biāo)、技術(shù)性能等會直接影響到各個(gè)微波波道在各個(gè)階段的通信質(zhì)量，因此有必要對其加以維護(hù)，切實(shí)提升微波通信穩(wěn)定性與質(zhì)量;其二，因微波通信能適應(yīng)較多地理環(huán)境惡劣的區(qū)域，這些區(qū)域濕度大、風(fēng)沙大、早晚溫差大，并會存在酸雨、冰雹、沙塵暴等極端天氣，在持續(xù)的風(fēng)吹雨打下，會讓天饋線系統(tǒng)老化速度加快，并會讓一些接口位置出現(xiàn)密封不嚴(yán)的問題，為后續(xù)微波安全傳輸埋下隱患，故而有必要對其加以維護(hù)，使其保持在良好使用狀態(tài)，以此來保證其能支持整個(gè)微波通信過程。

四、微波通信天饋線系統(tǒng)的維護(hù)對策

（一）系統(tǒng)檢查與維護(hù)

需明確的是：在安裝天饋線系統(tǒng)后，仍需注意各項(xiàng)可能引發(fā)故障的因素，要求在室內(nèi)安裝的微波通信設(shè)備定期巡檢，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)可能潛在的問題，而裝置在室外鐵塔上的各條天饋線，很難發(fā)現(xiàn)其問題，且因安裝人員專業(yè)技術(shù)與素質(zhì)、地理環(huán)境等方面的差異，各個(gè)位置的天饋線系統(tǒng)可能會出現(xiàn)不同類型、程度的問題，故而需維護(hù)人員對各個(gè)區(qū)域的天饋線系統(tǒng)進(jìn)行定期、不定期的檢查，細(xì)致查看各個(gè)關(guān)鍵組成位置，并安排好月檢、季檢、年檢等工作。從以下數(shù)點(diǎn)加以把握：

1.做好系統(tǒng)安裝檢查與維護(hù)工作。天饋線系統(tǒng)在安裝時(shí)可能會出現(xiàn)各種故障問題，因此有必要對其加以檢查與維護(hù)，主要包括以下要點(diǎn)：其一，控制微波通信天線口徑不同天線、饋線上鐵塔位置，避免碰撞，預(yù)防可能產(chǎn)生的受力變形，干擾通信正常進(jìn)行;其二，參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案仔細(xì)核對天線安裝方位與高度，保證各個(gè)部件安裝位置緊固，避免干擾收信電平;其三，為提升微波通信天線緊固性，若是微波天線口徑超過3m，尤其是在沿海、高山、臺風(fēng)極多的區(qū)域，可利用垂直撐桿、水平拉桿緊固微波天線，并保證緊固撐桿與拉桿的緊固件與鐵塔保持足夠大的接觸面積;其四，在饋線扭轉(zhuǎn)與彎曲時(shí)，應(yīng)利用專業(yè)工具來測量其扭轉(zhuǎn)角度與彎曲半徑，保證其達(dá)到饋線生長廠家標(biāo)準(zhǔn)要求，避免干擾饋線在應(yīng)用時(shí)的駐波比;其五，在制作饋線法蘭盤時(shí)，嚴(yán)禁將碎銅屑直接擱置在饋線波導(dǎo)管內(nèi)，利用刀具直接切割饋線外部表皮，控制到用刀力量，避免在饋線表現(xiàn)形成劃痕，影響微波通信效果;其六，在連接饋線、天線時(shí)，要求自然對接，嚴(yán)禁因螺絲進(jìn)行強(qiáng)拉硬接，這是為了避免兩條線長期處于受力狀態(tài)而損壞，該環(huán)節(jié)需嚴(yán)重對接質(zhì)量;其七，要求天饋線良好接地。在連接接地設(shè)備、鐵塔鍍鋅件前先鍍錫，所有的饋線都需安排三處接地，分別是饋線進(jìn)機(jī)房前、饋線上鐵塔1m位置、天線背后，若是饋線長度大于30m，需在饋線中央位置加接地點(diǎn)，避免雷電沿著天饋線直接進(jìn)入機(jī)房，損害機(jī)房設(shè)備;其八，保證饋線牢固。每隔1.2m即需緊固以此，避免饋線在大風(fēng)天氣下被刮壞，保證其能一直應(yīng)用，若是已經(jīng)被損害，需根據(jù)其損壞位置與程度來加以維護(hù)[2]。

2.日常檢查與維護(hù)措施。其一，設(shè)定好巡檢時(shí)間、路線，安排巡檢人員檢查各個(gè)位置天線、饋線的牢固性，并察驗(yàn)法蘭盤連接位置螺栓牢固性，若是天線、饋線經(jīng)受人為或者氣候的干擾而出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂等問題，抑或是密封膠在長久的使用后變得老化，需及時(shí)上報(bào)這些故障問題，采取必要的維護(hù)措施。維護(hù)措施包括以下數(shù)點(diǎn)：（1）對天線除塵去垢，露出具體的損壞位置，依據(jù)專業(yè)知識與經(jīng)驗(yàn)判斷其嚴(yán)重程度，再用細(xì)砂紙完成除銹、除污;（2）利用防水膠來緊固受損位置，或者直接更換該段天線或者饋線，其后再檢測其使用效果。其二，檢查饋源罩、天線罩、天線單元板等位置有無變形。因天線布置在室外鐵塔上，若是經(jīng)受較大的風(fēng)力，會讓天線角度與方向變化，按照天饋線系統(tǒng)布置圖，對天線緊固螺栓位置標(biāo)記，以此來準(zhǔn)確、及時(shí)地更正天線方向與位置，如此可保證天線饋源罩、天線罩正常使用，讓微波通信不會受外界因素影響而干擾信號正常地接收與傳播。其三，檢查饋線外皮有無碰撞變形與損傷。要求巡檢人員佩戴好專業(yè)的高清攝像裝備，按照固定的路線，巡檢整個(gè)天饋線系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)具備足夠的專業(yè)知識與能力判斷其嚴(yán)重程度，若是僅僅外皮擦破，可在巡檢結(jié)束后，告知主管人員，安排檢修人員檢查并維護(hù)，若是已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的損傷，需通過對講機(jī)來及時(shí)告知檢修部門，詳細(xì)說明饋線故障位置、特征與可能引發(fā)的問題，比如饋線漏氣、進(jìn)水、氧氣波導(dǎo)等，要求其第一時(shí)間到達(dá)故障現(xiàn)場，并做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，使其到達(dá)現(xiàn)場后能夠及時(shí)地進(jìn)行故障處理，以此來保證天饋線系統(tǒng)能夠正常使用。其四，檢測天饋線系統(tǒng)各個(gè)階段的駐波比。須知駐波比是衡量微波通信質(zhì)量與穩(wěn)定性的重要技術(shù)指標(biāo)，而很多故障都可能引發(fā)駐波比偏差，因此有必要對其進(jìn)行檢查與維護(hù)?？梢刖W(wǎng)絡(luò)分析儀來進(jìn)行駐波比測量，其簡單易行，比較容易操作，在實(shí)際測量過程中，網(wǎng)絡(luò)分析儀至對應(yīng)的天饋系統(tǒng)之間的用于測試的電纜，其駐波比在1.15以內(nèi)時(shí)才算達(dá)標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)分析儀上得出被測天饋線駐波比后，根據(jù)駐波比的大小來執(zhí)行對應(yīng)的維護(hù)措施;此外，還可在天饋線入口位置、發(fā)射機(jī)輸出間串聯(lián)功率計(jì)，準(zhǔn)確測量天饋線系統(tǒng)反射頻率、入射頻率，并以特定公式計(jì)算天饋系統(tǒng)在各個(gè)階段的駐波比，實(shí)現(xiàn)對其更好的檢查與維護(hù)[3]。

（二）系統(tǒng)故障分析與判定

1.天饋線安裝問題。在天饋線接頭、短路位置存在污垢、灰塵等，在天饋線接頭密封位置出現(xiàn)老化斷裂、饋線漏氣，嚴(yán)重的會出現(xiàn)波導(dǎo)氧化。出現(xiàn)該種故障的原因多是以下數(shù)點(diǎn)：因安裝人員本身的水平不高，使得其在安裝時(shí)難以關(guān)注到一些細(xì)節(jié)問題，在安裝完后，雖然各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但是因饋線尾巴線未綁扎牢固，使得其出現(xiàn)以上各種問題。

2.天饋線進(jìn)水故障問題。天饋線外表皮老化，有部分雨水直接滲透到饋線內(nèi)部，出現(xiàn)該種故障的原因多是饋線接地位置密封不好，天饋線接頭、機(jī)房饋線接頭等位置未密封好，從而使得出現(xiàn)以上問題，并讓饋線一直在水中浸泡，整個(gè)機(jī)房處于潮濕狀態(tài)，晴天時(shí)微波通信設(shè)備不會告警，而在陰雨天氣時(shí)會讓微波設(shè)備誤碼或者有告警電路，難以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)微波線路故障或者中斷。

3.天線被阻擋。天饋線通常都會假設(shè)在比較開闊的區(qū)域，若是天線被阻擋，會讓通信接收電平直接發(fā)出告警信號?？蛇x擇天晴時(shí)直接上塔觀察有無出現(xiàn)阻擋故障問題，常見的阻擋裝置包括高壓輸電線、鐵塔、高層建筑物、樹林、山坡等。為保證天饋線系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量，要求電線主波束方向視界足夠，視角足夠?qū)?。例如鄭州至三門峽的微波線路，東馬溝站至洛陽站，其微波通信信號時(shí)斷時(shí)續(xù)，已經(jīng)被停運(yùn)[4]。

（三）系統(tǒng)故障診斷和處理

1.天饋線系統(tǒng)故障主要集中在障礙物阻擋、頻率干擾、密封不嚴(yán)、饋線碰撞變形、進(jìn)水、天線角度與方向偏移等，在進(jìn)行系統(tǒng)故障處理時(shí)，需借助專業(yè)的設(shè)備、道具與方法來診斷故障屬于哪種類型，再輔以對應(yīng)的儀表測試，以此來明確故障位置與原因，其中天線故障的處理目的是改善天線垂直波瓣、水平波瓣、增益等各個(gè)方面的性能參數(shù)，通過調(diào)整天線的俯仰角、方位角、掛高等措施來進(jìn)行故障排除，但是在進(jìn)行故障處理前，需收集各個(gè)方面的信息來進(jìn)行參考，比如以往測試中得出的各項(xiàng)重要數(shù)據(jù)等，以此來提升故障處理的針對性，并減少了前期準(zhǔn)備時(shí)間[5]。

2.加強(qiáng)微波通信天饋線系統(tǒng)監(jiān)控。系統(tǒng)監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷的有效途徑，可按照以下方式來實(shí)現(xiàn)對天饋線系統(tǒng)的有效監(jiān)控：引入SDH數(shù)字微波通信，結(jié)合應(yīng)用所需來對其加以優(yōu)化，使其能夠保證各個(gè)階段的天饋線系統(tǒng)，并可借助其數(shù)字化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對天饋線系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的收集、整理與分析，以此來進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷，為后續(xù)的故障處理奠定基礎(chǔ);此外，結(jié)合實(shí)際情況，在天饋線系統(tǒng)適宜位置布置數(shù)量相當(dāng)?shù)谋O(jiān)測點(diǎn)，借助充氣機(jī)遙信接口，直接傳送充氣氣壓到對應(yīng)的網(wǎng)管系統(tǒng)中，監(jiān)測各個(gè)波道收集的點(diǎn)評收接信號，以此來展示天線方位情況，掌握可能存在的故障問題。

3.分集接收天線系統(tǒng)微波通信電路中，其故障特征主要集中在以下兩個(gè)方面：（1）出現(xiàn)故障時(shí)共用一個(gè)天饋線系統(tǒng)的所有波道同時(shí)發(fā)現(xiàn)同樣的故障問題;（2）天饋線系統(tǒng)故障表現(xiàn)為以下特征：電路噪聲逐漸升高、收信電平逐漸下降。從以下三個(gè)故障實(shí)例來進(jìn)行舉例分析，探討其具體的處理工作：其一，微波通信設(shè)備發(fā)出次要告警。在經(jīng)過系列的檢查之后發(fā)現(xiàn)是饋管中存在較多的潮氣引發(fā)損耗，干擾微波通信設(shè)備的穩(wěn)定工作，但是在維護(hù)查看時(shí)發(fā)現(xiàn)，各個(gè)連接位置以及饋線整體并無破損位置，后續(xù)開始檢查充氣機(jī)，發(fā)現(xiàn)充氣機(jī)在充氣之后，雖然氣壓正常，充氣機(jī)干燥劑卻表現(xiàn)為紅色，這代表著其已經(jīng)難以發(fā)揮出干燥饋線的作用，故而選擇更換干燥劑，其后發(fā)現(xiàn)饋線各項(xiàng)指標(biāo)開始回歸正常，告警信號消除，并讓微波通信設(shè)備維持在正常狀態(tài)。其二，在微波通信設(shè)備告警后，排查其故障，發(fā)現(xiàn)是進(jìn)水引發(fā)的，針對該種情況，需分析具體原因，比如若是功率分配器進(jìn)水，需拆卸部件，在干部上浸染酒精，擦拭部件，晾干后安裝，并用干燥劑、充氣機(jī)等風(fēng)干，使其達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn);其三，針對駐波比問題，分析其具體原因，若是因天氣影響，需利用充氣機(jī)去潮，再對破損位置進(jìn)行防潮、防水處理;若是饋線芯線開路所致，需用負(fù)載電阻代替分饋電纜，檢測故障位置，進(jìn)行故障處理，讓系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)[6]。

4.天饋線系統(tǒng)調(diào)試工作。在經(jīng)過各項(xiàng)故障的處理之后，需對天饋線加以調(diào)試，如此才可保證其正常的使用功能。若是A站相應(yīng)方向的各個(gè)微波接收裝置AGC，其電壓值顯示皆低于標(biāo)準(zhǔn)值，但是對B站微波發(fā)信機(jī)輸出功率側(cè)發(fā)現(xiàn)功率在測量時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓皆處于正常狀態(tài)，可以診斷故障點(diǎn)一定是在天饋線的某個(gè)位置，但是A站或者是B站，難以確定;若是A站是一種分集接收站點(diǎn)，可對比分析主天線、分集天線間具體的收信電平，若是收信電平只有一個(gè)正常，另外一個(gè)不正常，代表故障點(diǎn)一定是在收信電平呈現(xiàn)不正常狀態(tài)的天饋線系統(tǒng)處;若是兩個(gè)電平值都表現(xiàn)為不正常狀態(tài)，可明確故障點(diǎn)一定發(fā)生在B站天饋線系統(tǒng)位置。為解決該項(xiàng)問題，可繪制天饋線系統(tǒng)典型方向性圖，展示天線尖銳的窄射束天線，觀察天饋線輻射場功率通量密度與幅度相位極化的空間分布，為避免微波通信被較大程度的干擾，在調(diào)整天線與處理故障時(shí)，要求天線維持在主瓣天平上，并規(guī)范天線方向旁瓣電平，使其維持在較低水平，主要是旁瓣電平在天饋線軸線角度逐漸增加時(shí)會快速下降，尤其是在原理軸線方向，故而要求旁瓣電平能維持在較低水平[7]。

天饋線故障處理與調(diào)測工作，需兩個(gè)天饋站加以配合，其中天線方是天線A，另外一邊則布置的是天線B，首要步驟是緊固天線A，其后開始微調(diào)天線B，將天線水平轉(zhuǎn)動(dòng)，按照設(shè)備面板上顯示的指示燈開關(guān)狀況，并結(jié)合AGC電壓值，尋找天饋線最佳布置位置與接收方向;其后維持該位置穩(wěn)定，再開始微調(diào)天饋線，在反復(fù)的調(diào)節(jié)過程中找到能夠最易接收優(yōu)質(zhì)電平的位置。在調(diào)整過程中，需監(jiān)測各個(gè)時(shí)間段的接收電平值，在A站連接饋線，利用發(fā)信機(jī)發(fā)送電平信號，用B天饋站極化分離器連接測試儀表，并將收信機(jī)射頻收口直接對接儀表HP8593E，抑或者通過萬用表來時(shí)刻監(jiān)測AGC在各個(gè)階段的電壓值。兩個(gè)天饋站之間需配合調(diào)整，可通過布置在兩站間的絲桿、伸縮方位拉桿展開水平調(diào)整，以此來得到最大收信電平，其后再鎖緊，去后借助俯螺桿對兩站進(jìn)行俯仰調(diào)整，得到最大收信電平。在多次重復(fù)的水平俯仰調(diào)整之后，可得到天線對應(yīng)的最佳主瓣電平，其后再加以微調(diào)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過調(diào)整的天線要求主瓣、副瓣對稱性高、極化去耦效果明顯，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，以此來達(dá)到最好的處理效果[8]。

五、結(jié)束語

綜上，本文就微波通信天饋線系統(tǒng)的維護(hù)對策進(jìn)行了論述與分析，研究了其重要性與必要性，建議給予其足夠的重視，制定對應(yīng)的故障檢查與維護(hù)、分析與判定、診斷與處理方案，維護(hù)微波通信質(zhì)量。

作者單位：余夢? ? 河南省信息咨詢設(shè)計(jì)研究有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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