地球站天線系統(tǒng)日常檢查維護(hù)

■ 文/趙愛(ài)軍

天線系統(tǒng)又被稱(chēng)為天線饋線系統(tǒng)，是衛(wèi)星地球站上行系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，發(fā)揮著重要的作用。由于天線系統(tǒng)的工作狀態(tài)能夠?qū)V播電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，因此天線系統(tǒng)的日常檢查維護(hù)工作對(duì)于廣播電視衛(wèi)星地球站來(lái)說(shuō)尤為重要，因此需要做好相應(yīng)的檢查維護(hù)工作，只有這樣才能保證地球站天線系統(tǒng)始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)中，從而保證其能夠發(fā)揮出最大化的作用，為廣播電視信號(hào)的有效傳輸提供充足的保障，為此，本文針對(duì)地球站天線系統(tǒng)的日常維護(hù)展開(kāi)探討。

1 地球站天線系統(tǒng)單元的組成

1.1 衛(wèi)星天線的安裝調(diào)試

天線系統(tǒng)又稱(chēng)為天線饋線系統(tǒng)，對(duì)于地球站來(lái)說(shuō)，天線系統(tǒng)是關(guān)鍵的終端環(huán)節(jié)。廣播電視信號(hào)在發(fā)射出去之后會(huì)經(jīng)過(guò)眾多的程序，然后鍵入到天線系統(tǒng)中的核心部位，即衛(wèi)星天線，衛(wèi)星天線會(huì)對(duì)接受到廣播電視信息進(jìn)行處理，待處理完畢之后會(huì)再次輸送到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上。由于衛(wèi)星軌道總是處于地球赤道上方位置，因此北方地球站天線在安裝的時(shí)候要面朝南。同時(shí)在安裝天線的時(shí)候只有確定沒(méi)有大的干擾即可，不必考慮諸多復(fù)雜的因素。

廣播電視信息在傳輸過(guò)程中衛(wèi)星天線發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此在安裝好衛(wèi)星天線之后還應(yīng)該做好相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整工作。例如衛(wèi)星天線的俯仰是多少、方位是多少、角度是多少等都是必須要考慮的參數(shù)。衛(wèi)星發(fā)射天線將收發(fā)的導(dǎo)航波和空間中的微波有效的連接在一起，從而決定了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和信息傳輸?shù)娜萘?，由此可?jiàn)，衛(wèi)星天線是一項(xiàng)重要的設(shè)備。如果能夠安裝并調(diào)試好衛(wèi)星天線（見(jiàn)圖1），就能保證天線系統(tǒng)一直處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 衛(wèi)星地球站天線

1.2 數(shù)字上變頻器

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的上變頻器有時(shí)采用的是模擬電視和全高清電視應(yīng)用的智能轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器是很難在19 英寸機(jī)架或機(jī)柜上進(jìn)行安裝的。一般一個(gè)交流電源連機(jī)器、內(nèi)裝式冷卻排氣扇以及開(kāi)關(guān)，都安裝在底盤(pán)的后部。另外，設(shè)備還有一個(gè)六英尺的交流電源，所有的顯示位置、指示器、本地和遠(yuǎn)程的操作控制都在轉(zhuǎn)換器的前面板上。外部的所有連接接口都可以在連接器的輔助作用下直接連接到設(shè)備機(jī)箱的背面。

實(shí)踐中，使用的正交數(shù)字上變頻器可在有線或無(wú)線通信系統(tǒng)中為數(shù)據(jù)傳輸提供基帶上變頻，并在速度、功耗和頻譜性能等方面提供出色的性能。芯片支持16 位串行輸入的I/Q基帶數(shù)據(jù)，可通過(guò)編程設(shè)置為單頻正弦波信號(hào)源或插值DAC模式。芯片可通過(guò)內(nèi)部振蕩器、高速二分頻電路和低噪聲鎖相環(huán)（PLL）來(lái)實(shí)現(xiàn)高速內(nèi)部采樣時(shí)鐘。在衛(wèi)星地球站中，數(shù)字上變頻器的射頻載波頻率取決于衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射工作頻段，但是工作人員不能決定選擇哪個(gè)中頻頻率，而是要看衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)決定。在平時(shí)的工作過(guò)程中，如果轉(zhuǎn)發(fā)器不能正常工作在帶寬范圍內(nèi)，而為了不造成鏡像干擾，會(huì)不斷增加中頻頻率。當(dāng)處于這種狀況時(shí)，再使用普通的帶寬就不能滿(mǎn)足上變頻器的中頻頻率需求，而是應(yīng)該選擇頻率更高的帶寬。所謂的變頻，其實(shí)就是一個(gè)變化的過(guò)程中，一般情況下，變頻可以進(jìn)行一次變頻、二次變頻、三次變頻，這是它自身就可以實(shí)現(xiàn)的三種變頻，其中二次變頻的變頻器還可以分成兩種形式，分別是僅低中頻固定和高低中頻均固定。

1.3 高功率放大器

地球站要想將信號(hào)傳輸?shù)教招l(wèi)星中就需要有強(qiáng)大的功率作為支撐，而天線系統(tǒng)中提供大功率的設(shè)備就是高功率放大器，也被稱(chēng)為高功放（見(jiàn)圖2），主要是由控制、冷卻、電源、射頻等部分組成。對(duì)于高功放來(lái)說(shuō)，廣播電視信號(hào)經(jīng)過(guò)其他設(shè)備進(jìn)入高功放設(shè)備中，會(huì)受到功率放大器的影響進(jìn)行預(yù)放大，然后輸入行波管或速調(diào)管中進(jìn)行高功率放大，在諧波濾波器的作用下輸出大功率，最終轉(zhuǎn)換成微波信號(hào)。高功放處于單一載波工作狀態(tài)下，要確保在高功放下可以承受的電平范圍內(nèi)使上變頻器輸出適量的電平值；選擇發(fā)射機(jī)通道的時(shí)候要結(jié)合上行中心頻率，并用儀器對(duì)通道的幅頻特性進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)高功放的工作點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇，不僅要滿(mǎn)足高功率輸出還要滿(mǎn)足小功率輸出的要求，這樣才能確保發(fā)射機(jī)輸出功率處于最大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。

圖2 高功放系統(tǒng)圖

2 天線緊固件的日常檢查維護(hù)

天線緊固件指的是安裝天線支架用的鉚釘、螺栓、螺母的相關(guān)緊固件，這些緊固件長(zhǎng)期暴露在外部環(huán)境中，很容易受到大氣效應(yīng)的影響從而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。無(wú)論是螺母、螺栓還是其他的緊固件受到腐蝕影響或者是在安裝的過(guò)程中出現(xiàn)失誤，都可以通過(guò)日常檢查維護(hù)來(lái)發(fā)現(xiàn)。對(duì)于松動(dòng)的螺母可以在檢查的時(shí)候?qū)⑵鋽Q緊，對(duì)于生銹或者是腐蝕的緊固件可以拆除并更換新的。如果應(yīng)用的緊固件屬于ASTM 的A325，就需要將腐蝕的螺母或者是松動(dòng)的螺母等及時(shí)更換，因?yàn)槿绻麑?duì)這些部件進(jìn)行維修和擰緊的過(guò)程中就有可能使其達(dá)到再用期限，同時(shí)如果A325 金屬部件也受到了腐蝕，就需要將其更換下來(lái)，而不能只是采用擰緊的方式來(lái)處理。

可調(diào)天線支架上的樞軸一般情況下都是用銷(xiāo)子來(lái)固定的，所以在日常檢查維護(hù)過(guò)程中一定要對(duì)這些結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確定其結(jié)合點(diǎn)可以靈活活動(dòng)，并且要采用帶油嘴的油槍定期為其注入適量的潤(rùn)滑油。在經(jīng)過(guò)一次粗略的檢查之后，還需要二次細(xì)致的檢查，如果此時(shí)天線處于不靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)就需要更換新的銷(xiāo)子。如果樞軸銷(xiāo)采用的是開(kāi)口銷(xiāo)就應(yīng)該在其生銹、損壞或丟失的時(shí)候及時(shí)予以更換。對(duì)于天線反射器以及其背面的金屬緊固件如果出現(xiàn)松動(dòng)就可以直接將其擰緊，但是如果是ASTM A325 金屬部件就要進(jìn)行更換。對(duì)于其他部位的緊固件如果出現(xiàn)了腐蝕、生銹和丟失的情況也要及時(shí)更換，一定要確保各個(gè)緊固件都能發(fā)揮自身的最大作用。

3 天線反射面和天線座架的日常檢查維護(hù)

對(duì)于地球站天線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，天線結(jié)構(gòu)是其中最為重要的一個(gè)組成部分，一旦天線出現(xiàn)問(wèn)題就有可能造成不必要的事故影響，甚至帶來(lái)更大的損失。因此，在使用設(shè)備的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定和操作流程來(lái)進(jìn)行使用。由于長(zhǎng)期處于惡劣的外部環(huán)境中，常常會(huì)受到風(fēng)雨等自然環(huán)境的侵蝕，所以一定要做好定期檢查維護(hù)工作。天線反射面和天線座架都是天線結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，而且也是較為容易出現(xiàn)損壞的環(huán)節(jié)，如果對(duì)于天線反射面和天線座架不能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，不僅會(huì)影響到其功能的發(fā)揮，而且也會(huì)降低其使用壽命；對(duì)于全動(dòng)座架，一定要保持齒輪的清潔潤(rùn)滑度，并且要適量地為減速機(jī)添加潤(rùn)滑油。非工作需要避免隨意轉(zhuǎn)動(dòng)天線，尤其是低仰角驅(qū)動(dòng)或者是高度驅(qū)動(dòng)。

3.1 天線發(fā)射面的日常檢查維護(hù)

主反射面的表面精度非常高，而且此表面精度會(huì)對(duì)旁瓣電平、方向圖和天線的增益等電性能指標(biāo)產(chǎn)生直接的影響，因此平時(shí)一定要按照以下步驟做好日常檢查維護(hù)工作。①工作人員必須要穿著軟膠白底無(wú)跟鞋才能進(jìn)入主反射面內(nèi)，而且在同時(shí)一時(shí)間內(nèi)不能有超過(guò)4 人以上的工作人員共同進(jìn)入，而且在進(jìn)入主反射面內(nèi)之后，還必須要沿筋條處行走。②在反射面中嚴(yán)格禁止放置硬物和重物，同時(shí)，也不能隨意敲擊天線面板，如果遇到風(fēng)雪等惡劣調(diào)情的時(shí)候還要及時(shí)清除風(fēng)雪，保持天線面上的整潔。③對(duì)于天線反射面上的所有緊固件要每隔一年就要檢查一次，如果在檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)緊固件出現(xiàn)了松動(dòng)的現(xiàn)象，要要及時(shí)擰緊并做好二次檢查，對(duì)于出現(xiàn)腐蝕、損壞或者是斷裂的緊固件要及時(shí)更換新的，而且對(duì)于新?lián)Q的緊固件還應(yīng)該適當(dāng)?shù)奶砑臃冷P鍍層。④一般情況下都會(huì)將白色的醇酸磁漆噴涂在天線結(jié)構(gòu)的表面，而且要每隔兩年就重新噴一次白色醇酸磁漆。但是在重新噴漆之前，一定要現(xiàn)將之前的銹跡或者是脫離的舊漆膜用細(xì)砂紙打磨干凈，保持表面的整潔和平整，同時(shí)還要按照要求先噴好底漆。

3.2 天線座架的日常檢查維護(hù)

地球站天線系統(tǒng)的跟蹤精度和指向精度會(huì)受到天線座架精度的直接影響，因此，必須要嚴(yán)格按照以下要求來(lái)做好天線座架的日常檢查維護(hù)工作。

（1）要對(duì)座架各連接部分的螺栓進(jìn)行全面檢查，保證其處于正常的連接狀態(tài)中，如果發(fā)現(xiàn)有的螺栓出現(xiàn)了松動(dòng)的現(xiàn)象，就要及時(shí)擰緊，對(duì)于斷裂、丟失、腐蝕的螺栓要及時(shí)更換，并采用鍍鋅螺栓來(lái)代替。

（2）要對(duì)俯仰電氣限位位置和方位進(jìn)行定期檢查，如果現(xiàn)場(chǎng)存在不正常的邏輯關(guān)系，例如微動(dòng)開(kāi)關(guān)失靈、指示燈不亮、限位位置不正確等故障，就要即刻進(jìn)行全面的檢查，查找問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并采用有效方式來(lái)解除故障干擾，嚴(yán)格杜絕設(shè)備在不正常的狀況下進(jìn)行工作，防止出現(xiàn)重大安全播出事故。

（3）對(duì)于座架上的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)位置，限動(dòng)天線如俯仰軸、方位上下軸等位置，全動(dòng)天線如齒輪部位等，每隔半年就要添加一次二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)。

（4）一般情況下也會(huì)將白色醇酸磁漆噴涂噴涂在座架結(jié)構(gòu)表面，而且也應(yīng)該遵從每隔兩年就噴一次白色醇酸磁漆的原則，同時(shí)在重新噴漆之前，一定要將之前的銹跡或者是脫離的舊漆膜用細(xì)砂紙打磨干凈，保持表面的整潔和平整，并且還要按照要求先噴好底漆。對(duì)于座架鋼結(jié)構(gòu)而言，雖然有的座架上面采用了噴鋁或噴鋅的處理方式，但是仍然需要按照上述要求做好日常檢查維護(hù)工作。

4 天線驅(qū)動(dòng)裝置的日常檢查維護(hù)

天線能否正常使用，很大部分原因取決于天線驅(qū)動(dòng)裝置是否具備良好的性能，而且天線驅(qū)動(dòng)裝置屬于易損部位，如果沒(méi)有做好檢查維護(hù)工作就會(huì)影響天線驅(qū)動(dòng)裝置的性能，也會(huì)降低其使用壽命。所以，要做好以下日常檢查維護(hù)工作。

4.1 限動(dòng)天線驅(qū)動(dòng)裝置日常檢查維護(hù)

（1）在絲杠上涂抹上足量的二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，而且要保證每隔3 個(gè)月就涂一次二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，每隔一年需要用汽油徹底清洗一次，然后在重新涂抹上新的二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)。如果在檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)絲杠上涂抹的油脂中含有銅屑，就要對(duì)連接部位的螺母進(jìn)行徹底的檢查，如果發(fā)現(xiàn)確實(shí)是螺母出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，就需要及時(shí)更換新的螺母。

（2）蝸輪副也應(yīng)該涂抹上足量的二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，并且要保證每隔一年就重新涂抹一次二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，與此同時(shí)，擺線針輪減速機(jī)也應(yīng)該適當(dāng)?shù)奶砑訕O壓鋰基潤(rùn)滑脂，且要遵從每隔一年就重現(xiàn)添加一次的原則。如果在日常檢查維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)里面的油脂已經(jīng)出現(xiàn)了變質(zhì)的現(xiàn)象，或者是油脂中混有其他雜質(zhì)，就需要立即更換。最后，在對(duì)方位扇區(qū)進(jìn)行更換的時(shí)候需要選擇在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下來(lái)實(shí)施，過(guò)程為：①要現(xiàn)將方位中間的限位撞塊松開(kāi)，防止其與限位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)不必要的碰撞；②經(jīng)座架支臂和方位傳動(dòng)支耳之間連接的定位銷(xiāo)和螺栓卸除，使絲杠回歸到最佳的位置（此位置以方位座架和絲杠頭相互不影響為合適），將座架輕輕推到另一個(gè)扇區(qū)中，然后旋出絲杠同時(shí)將座架的另一支臂和方位傳動(dòng)支耳連接好；③將限位撞塊移動(dòng)到另一個(gè)扇區(qū)，然后重現(xiàn)調(diào)整好位置，使其處于最合適的位置。等所有的環(huán)節(jié)和部件都檢查完畢，確定沒(méi)有存在失誤和不合理的情況時(shí)才能將其投入運(yùn)行狀態(tài)中。

4.2 全動(dòng)天線驅(qū)動(dòng)裝置日常檢查維護(hù)

傳動(dòng)齒輪上也應(yīng)該涂抹上足量的二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，而且要保證每隔3 個(gè)月就涂一次二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)，每隔一年需要用汽油徹底清洗一次，然后在重新涂抹上新的二硫化鉬鋰基脂3 號(hào)。如果在檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)齒輪上涂抹的油脂中含有鐵屑，就應(yīng)該對(duì)兩幅齒輪的同心度進(jìn)行全面的檢查，如果同心度出現(xiàn)了交叉現(xiàn)象，就需要及時(shí)對(duì)同心度進(jìn)行有效的調(diào)整，使其處于合理的范圍之內(nèi)。減速機(jī)也應(yīng)該適當(dāng)?shù)奶砑訕O壓鋰基潤(rùn)滑脂，且要遵從每隔一年就重現(xiàn)添加一次的原則；如果要在減速機(jī)中注入潤(rùn)滑油，就要對(duì)潤(rùn)滑油的油標(biāo)隨時(shí)進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油標(biāo)低于標(biāo)線的情況下時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充足量的潤(rùn)滑油。當(dāng)檢查維護(hù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油出現(xiàn)了變質(zhì)的現(xiàn)象或者是潤(rùn)滑油中含有雜質(zhì)，就需要即刻用汽油進(jìn)行清洗，然后再換上新的潤(rùn)滑油。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于廣播電視衛(wèi)星地球站而言天線系統(tǒng)是其重要的組成設(shè)備，做好天線系統(tǒng)的檢查維護(hù)工作，不僅可以保證其處于良好的工作狀態(tài)，還能延長(zhǎng)天線的使用壽命，并且能夠提升設(shè)備的使用效率。尤其是天線長(zhǎng)期處于惡劣的室外環(huán)境中，因此要加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)，只有這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并排除，以免影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。