浅谈卫星地面站天线的建设与维护

谢 欣，陶春燕，李保东

（北京导航信息中心，北京 100094）

浅谈卫星地面站天线的建设与维护

谢 欣，陶春燕，李保东

（北京导航信息中心，北京 100094）

本文结合卫星地面站天线的安装及维护工作实践，简要介绍了在各种自然环境和电磁环境下地面站天线的选址、安装调试及维护保养经验。

卫星地面站天线；检查和维护；抛物面天线

卫星地面站天线的架设必须充分考虑当地的自然环境和电磁环境，架设场地的选择尤为重要。卫星地面站天线一般都是露天放置，冰凌日晒，风吹雨打，时间久了难免出现故障，所以天线的维护工作不可忽视。

1 卫星地面站天线的建设

1.1 卫星地面站天线的选址

卫星天线不论口径尺寸大小，都应尽可能架设在当地开阔空旷地最高处，避开山坡、树林、高层建筑物、铁塔、高压输电线等对天线波束的阻挡。天线主波束方向上应有足够的视界，天线正前方应有尽可能宽的视角。一般要求以天线基点为参考，对障碍物最高点所成的夹角小于3度。天线的架设位置应避开风口，以减小天线的风载。天线的风载太大时会导致天线变形，影响信号的接收效果。在多雷雨地区，天线的架设位置应避开雷击多发地点，同时要采取多种避雷措施。大口径天线的架设必须考虑运输、施工、管理、维护等条件是否合适。原则上，卫星地面站天线周围不应有干扰源。有没有阻挡的条件下，天线的架设位置也不是越高越好。在微波干扰严重的城市楼群中架设时需特别注意，为了保证卫星信号接收的质量，一般应使用频谱分析仪或微波场强仪对卫星天线架设位置进行实地测量，利用地形或建筑物巧妙地避开微波干扰。

1.2 天线的基础建设

卫星地面站天线尤其是大口径抛物面天线的架设点要有牢固的地基，保证能够充分承载天线自身的负荷。在最大12级风、降雨1000mm/h条件下能正常工作，不致出现坍塌或遇大风时被连“根”拔起。建墩时预先埋设地基螺栓，且按尺寸要求与天线基座相对应；若天线墩建在已有建筑物屋顶时，应充分与建筑物混凝土顶面相接，浇灌前应将楼板防晒层除尽，使天线墩底面与楼板水泥面充分结合，天线墩与楼板结合处应至少用四根较粗的镙纹钢或膨胀镙丝加固，天线墩建在地面时，应选择建在坚固的地质层上。

1.3 天线馈线的选择

馈线是引导电磁波传播、输送电磁能量的金属导体，它是卫星通信等系统的配套设备之一，其性能的好坏直接影响着其传输信号的质量。因此，在天线的架设过程中，要充分考虑使户外单元与户内单元的距离尽可能短，以减少因传输线过长而造成的信号损耗。在实际工程中常使用低损耗射频电缆，电缆接头处要做好防水处理。

1.4 特殊地区天线材料的选择

在一些特殊地区，除了要选好一个合适的卫星接收点外，还要对天线材料本身进行特殊选择或处理。在沿海地区，由于盐雾和霉菌侵蚀严重，卫星地面站天线可选择经防腐处理的反射面和馈源；在太阳紫外线辐射严重的高山地区，不宜选用玻璃钢制品的天线，以防老化而缩短天线使用寿命；在有台风的地区，要十分注意天线的支撑结构是否坚固，为减小风压负荷还可以考虑选用网状天线。

2 卫星地面站天线的维护

2.1 天线重点活动部位的维护

天线安装调试完成后，在接收某确定卫星的信号时，其方位角、俯仰角基本不动。为消除卫星漂移带来的影响，可以根据实际收测效果，定期或不定期对天线指向进行微调，以便之始终处于最佳接收状态。所以对卫星天线活动部件要重点保养，对天线系统的活动支点、轴承、丝杆等应定期涂注润滑油，方位和俯仰调节丝杆的保护罩不能破损，丝杆上应涂足二硫化钼锂基润滑脂，3个月添加1次，1年左右用汽油清洗一次丝杠并更换润滑脂，丝杆螺母中发现有尘土、杂物时应及时用汽油清洗并及时更换润滑脂。以确保卫星天线在需要时调节自如。

根据工程应用经验，天线实时跟踪在一天内俯仰角度或方位角度调整超过2°的情况下，一般每三年对伺杠进行一次更换，避免因磨损较大带来的指向位置不准。

2.2 对避雷设施检查和维护为防止卫星地面站天线遭受雷击，天线上方应安装避雷针，在浇筑基座时应使基座与天线一起可靠接地，接地电阻应小于4欧姆。在雷雨季节到来之前，必须仔细检查避雷接地系统是否良好。在有关卫星地面站天线的安全检测报告中显示，其避雷针系统存在着种种隐患，有的避雷针接地不规范，接头处仅以细铁丝缠绕几下，而且作为导线的铁丝横截面过小，不能达到安全避雷击的作用。有的接地导线锈蚀严重、接头松脱，从而导致接地阻抗过大，难于真正防雷。还有的避雷针设置高度低于地面站天线的高度，天线因此得不到避雷针的真正保护。最严重的是避雷导线锈断，接地线路已断开，或根本没有装避雷设施。所以，在每年入夏后，雷电天气频繁出现的季节来临之前，维护人员务必针对天线的避雷设施进行一次安全检查和维护。另外，天线在防雷检测保养的同时，还应加强对防台风、暴雨等恶劣天气的安全检查，主要是检查天线底座、支架的坚固牢靠与否。

2.3 天线馈线的检查和维护

从室外天线到机房内卫星接收机的电线馈线宜穿金属管道，金属管道与电缆馈线的屏蔽网应可靠接地。天线的户外接地线不要与机房内卫星接收机等设备的接地线共用，要分别接地。室外天线馈线尽量放置在走线槽或PVC管保护，管道接口处尽量用密封胶或泡沫膨胀剂填充，防止进水和鼠咬。对于暴露在外受侵蚀的线缆、接头及其他有关器件，最好能保证每月巡检一次，以便及早发现问题，防止因线路受损等导致天线工作异常。

2.4 馈源薄膜的检查和维护

天馈线系统最薄弱的环节是馈源薄膜，馈源膜一旦破损或密封不好不仅直接影响天馈线系统的性能，而且如果有雨水进入馈源造成的损失是非常严重的。所以平时检修时应检查馈源薄膜有无损伤，如有老化、划痕，应该立即更换。馈源薄膜要选用质量好、耐用且对天线电气指标影响小的。更换馈源膜后最好过24小时再进行充气，以保证硅橡胶充分凝固。波导充气机的工作状态很大程度上能够反映天线馈源膜及波导密封性的好坏，因此应保证在充气机开启时最多每隔几小时就能巡视一次充气机的工作状态，因为充气机的频繁启动往往是馈源薄膜出现故障的表现。这样做一方面可以及时发现天馈线系统的异常漏气，对及时定位故障、排除故障非常有益；另一方面可以防止因馈线系统严重漏气使充气机长时间工作烧毁气泵的现象。同时应检查充气机内的硅胶干燥剂，发现其变红应及时更换。

2.5 抛物面天线表面的维护与保养

在冬季，要适时除去抛物面上的积雪、冰凌以保证电性能正常，并及时除锈、喷涂油漆，以防抛物面腐蚀而影响反射效果，一般使用两年左右应对天线重新油漆一次，气候条件恶劣的地区，油漆的周期还可缩短，以油漆没有剥落为原则。

3 结束语

本文结合卫星地面站天线的安装及维护工作实践，简要介绍了在各种自然环境和电磁环境下地面站天线的选址、安装调试及维护保养经验。

中心牵头起草6项标准获中国通信标准化协会科学技术二等奖

在2016年12月28日举行的中国通信标准化协会第十四次会员大会上，协会对获得2016年科学技术奖的单位和个人进行了表彰。国家无线电监测中心联合中国移动、中国信息通信研究院等单位牵头起草的《5GHz无线接入系统动态频率选择（DFS）技术要求和测试方法》等6项国际和行业标准荣获二等奖。

《5GHz无线接入系统动态频率选择（DFS）技术要求和测试方法》等标准根据我国频率划分、规划和使用情况，规范了5GHz频段无线接入系统动态频率选择技术要求和测试方法，为频率规划的后续实施提供了支撑。

休斯推出企业级广域网技术

休斯网络系统公司的HughesON ActiveTechnologies套件推出了一款新产品，能够将普通宽带连接转化为快速、面向应用的企业级广域网（Wide Area Networks - WANs）。Hughes ActiveClassifier是一种广域网优化技术，可以实时自动分析流量，智能地对关键业务应用程序（如POS、视频、VoIP和云应用程序）进行分类。ActiveClassifier确保应用程序映射到正确的服务类别，并与其他Hughes ActiveTechnologies技术相结合，通过WAN提供有效的优先级。

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“网络日益收到更多的带宽需求，因为用户使用了大量的新应用程序-其中许多是基于云计算的，”休斯北美区资深副总裁Mike Cook表示。“很多时候，应用程序没有通过IT或网络团队的审核就加以应用，可能会导致带宽冲突并使网络瘫痪。ActiveClassifier通过识别和动态优化流量并适应新的应用程序组合，帮助保护所有关键应用程序。低成本宽带连接现在可以在高性能企业WAN的背景下使用，帮助企业在后续的大带宽需求方面始终领先一步。”

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文献标示码：B

1672-7274（2017）01-0042-03