微波通信天馈线系统的维护对策分析

摘要：天馈线系统是整个微波通信系统的关键组成部分，而因布置在室外的天馈线会受到各种恶劣气候、自然灾害的干扰，使其各项功能、指标等受到影响，使其在实际应用时难以发挥对应的作用。针对该种情况，有必要对其加以维护，保证微波通信的稳定性与安全性。文章就微波通信天馈线系统概述、微波通信天馈线系统维护的必要性、对策进行了论述。

关键词：微波通信;天馈线系统;维护对策

一、引言

探究微波通信天馈线系统的维护对策，需明确其基本含义、必要性，其后就其在应用过程中的诸多故障问题为基础，制定对应的维护对策，以此来发挥其更大的价值，为微波通信正常展开提供保障。

二、微波通信天馈线系统概述

微波通信天馈线系统，是指天线与馈线系统，是微波通信整个设备中的重要组成部分，在微波通信过程中，其需传送微波上调制的基带信号无线电波，按照自由空间传播的方式来完成。其中天线的作用是接力通信装置出入口，用于接收发信机微波信号，并将其转化为可用的无线电波，沿固定方向开始朝外辐射，而馈线是收发信设备与连接天线的纽带，其用于实现天线、微波机间微波信号的持续传输。

在微波通信过程中，其对馈线系统的要求主要是：天线增益良好、方向性强、系统损耗低、电压驻波比小、极化去耦度高与相应的机械强度，以此来满足微波通信所需[1]。

三、微波通信天馈线系统维护的必要性

微波通信天馈线系统维护的必要性主要集中在以下两点：其一，在一些多波道中，微波通信电路共同应用一个馈线系统，馈线系统本身的质量指标、技术性能等会直接影响到各个微波波道在各个阶段的通信质量，因此有必要对其加以维护，切实提升微波通信稳定性与质量;其二，因微波通信能适应较多地理环境恶劣的区域，这些区域湿度大、风沙大、早晚温差大，并会存在酸雨、冰雹、沙尘暴等极端天气，在持续的风吹雨打下，会让天馈线系统老化速度加快，并会让一些接口位置出现密封不严的问题，为后续微波安全传输埋下隐患，故而有必要对其加以维护，使其保持在良好使用状态，以此来保证其能支持整个微波通信过程。

四、微波通信天馈线系统的维护对策

（一）系统检查与维护

需明确的是：在安装天馈线系统后，仍需注意各项可能引发故障的因素，要求在室内安装的微波通信设备定期巡检，第一时间发现可能潜在的问题，而装置在室外铁塔上的各条天馈线，很难发现其问题，且因安装人员专业技术与素质、地理环境等方面的差异，各个位置的天馈线系统可能会出现不同类型、程度的问题，故而需维护人员对各个区域的天馈线系统进行定期、不定期的检查，细致查看各个关键组成位置，并安排好月检、季检、年检等工作。从以下数点加以把握：

1.做好系统安装检查与维护工作。天馈线系统在安装时可能会出现各种故障问题，因此有必要对其加以检查与维护，主要包括以下要点：其一，控制微波通信天线口径不同天线、馈线上铁塔位置，避免碰撞，预防可能产生的受力变形，干扰通信正常进行;其二，参考系统设计方案仔细核对天线安装方位与高度，保证各个部件安装位置紧固，避免干扰收信电平;其三，为提升微波通信天线紧固性，若是微波天线口径超过3m，尤其是在沿海、高山、台风极多的区域，可利用垂直撑杆、水平拉杆紧固微波天线，并保证紧固撑杆与拉杆的紧固件与铁塔保持足够大的接触面积;其四，在馈线扭转与弯曲时，应利用专业工具来测量其扭转角度与弯曲半径，保证其达到馈线生长厂家标准要求，避免干扰馈线在应用时的驻波比;其五，在制作馈线法兰盘时，严禁将碎铜屑直接搁置在馈线波导管内，利用刀具直接切割馈线外部表皮，控制到用刀力量，避免在馈线表现形成划痕，影响微波通信效果;其六，在连接馈线、天线时，要求自然对接，严禁因螺丝进行强拉硬接，这是为了避免两条线长期处于受力状态而损坏，该环节需严重对接质量;其七，要求天馈线良好接地。在连接接地设备、铁塔镀锌件前先镀锡，所有的馈线都需安排三处接地，分别是馈线进机房前、馈线上铁塔1m位置、天线背后，若是馈线长度大于30m，需在馈线中央位置加接地点，避免雷电沿着天馈线直接进入机房，损害机房设备;其八，保证馈线牢固。每隔1.2m即需紧固以此，避免馈线在大风天气下被刮坏，保证其能一直应用，若是已经被损害，需根据其损坏位置与程度来加以维护[2]。

2.日常检查与维护措施。其一，设定好巡检时间、路线，安排巡检人员检查各个位置天线、馈线的牢固性，并察验法兰盘连接位置螺栓牢固性，若是天线、馈线经受人为或者气候的干扰而出现松动、断裂等问题，抑或是密封胶在长久的使用后变得老化，需及时上报这些故障问题，采取必要的维护措施。维护措施包括以下数点：（1）对天线除尘去垢，露出具体的损坏位置，依据专业知识与经验判断其严重程度，再用细砂纸完成除锈、除污;（2）利用防水胶来紧固受损位置，或者直接更换该段天线或者馈线，其后再检测其使用效果。其二，检查馈源罩、天线罩、天线单元板等位置有无变形。因天线布置在室外铁塔上，若是经受较大的风力，会让天线角度与方向变化，按照天馈线系统布置图，对天线紧固螺栓位置标记，以此来准确、及时地更正天线方向与位置，如此可保证天线馈源罩、天线罩正常使用，让微波通信不会受外界因素影响而干扰信号正常地接收与传播。其三，检查馈线外皮有无碰撞变形与损伤。要求巡检人员佩戴好专业的高清摄像装备，按照固定的路线，巡检整个天馈线系统，在发现天馈线系统出现故障时，应具备足够的专业知识与能力判断其严重程度，若是仅仅外皮擦破，可在巡检结束后，告知主管人员，安排检修人员检查并维护，若是已经出现了严重的损伤，需通过对讲机来及时告知检修部门，详细说明馈线故障位置、特征与可能引发的问题，比如馈线漏气、进水、氧气波导等，要求其第一时间到达故障现场，并做好各项准备工作，使其到达现场后能够及时地进行故障处理，以此来保证天馈线系统能够正常使用。其四，检测天馈线系统各个阶段的驻波比。须知驻波比是衡量微波通信质量与稳定性的重要技术指标，而很多故障都可能引发驻波比偏差，因此有必要对其进行检查与维护。可引入网络分析仪来进行驻波比测量，其简单易行，比较容易操作，在实际测量过程中，网络分析仪至对应的天馈系统之间的用于测试的电缆，其驻波比在1.15以内时才算达标，在网络分析仪上得出被测天馈线驻波比后，根据驻波比的大小来执行对应的维护措施;此外，还可在天馈线入口位置、发射机输出间串联功率计，准确测量天饋线系统反射频率、入射频率，并以特定公式计算天馈系统在各个阶段的驻波比，实现对其更好的检查与维护[3]。

（二）系统故障分析与判定

1.天馈线安装问题。在天馈线接头、短路位置存在污垢、灰尘等，在天馈线接头密封位置出现老化断裂、馈线漏气，严重的会出现波导氧化。出现该种故障的原因多是以下数点：因安装人员本身的水平不高，使得其在安装时难以关注到一些细节问题，在安装完后，虽然各项指标达到标准要求，但是因馈线尾巴线未绑扎牢固，使得其出现以上各种问题。

2.天馈线进水故障问题。天馈线外表皮老化，有部分雨水直接渗透到馈线内部，出现该种故障的原因多是馈线接地位置密封不好，天馈线接头、机房馈线接头等位置未密封好，从而使得出现以上问题，并让馈线一直在水中浸泡，整个机房处于潮湿状态，晴天时微波通信设备不会告警，而在阴雨天气时会让微波设备误码或者有告警电路，难以及时地发现微波线路故障或者中断。

3.天线被阻挡。天馈线通常都会假设在比较开阔的区域，若是天线被阻挡，会让通信接收电平直接发出告警信号。可选择天晴时直接上塔观察有无出现阻挡故障问题，常见的阻挡装置包括高压输电线、铁塔、高层建筑物、树林、山坡等。为保证天馈线系统的应用质量，要求电线主波束方向视界足够，视角足够宽。例如郑州至三门峡的微波线路，东马沟站至洛阳站，其微波通信信号时断时续，已经被停运[4]。

（三）系统故障诊断和处理

1.天馈线系统故障主要集中在障碍物阻挡、频率干扰、密封不严、馈线碰撞变形、进水、天线角度与方向偏移等，在进行系统故障处理时，需借助专业的设备、道具与方法来诊断故障属于哪种类型，再辅以对应的仪表测试，以此来明确故障位置与原因，其中天线故障的处理目的是改善天线垂直波瓣、水平波瓣、增益等各个方面的性能参数，通过调整天线的俯仰角、方位角、挂高等措施来进行故障排除，但是在进行故障处理前，需收集各个方面的信息来进行参考，比如以往测试中得出的各项重要数据等，以此来提升故障处理的针对性，并减少了前期准备时间[5]。

2.加强微波通信天馈线系统监控。系统监控是实现系统故障诊断的有效途径，可按照以下方式来实现对天馈线系统的有效监控：引入SDH数字微波通信，结合应用所需来对其加以优化，使其能够保证各个阶段的天馈线系统，并可借助其数字化技术来实现对天馈线系统各个关键节点各项数据的收集、整理与分析，以此来进行系统故障诊断，为后续的故障处理奠定基础;此外，结合实际情况，在天馈线系统适宜位置布置数量相当的监测点，借助充气机遥信接口，直接传送充气气压到对应的网管系统中，监测各个波道收集的点评收接信号，以此来展示天线方位情况，掌握可能存在的故障问题。

3.分集接收天线系统微波通信电路中，其故障特征主要集中在以下两个方面：（1）出现故障时共用一个天馈线系统的所有波道同时发现同样的故障问题;（2）天馈线系统故障表现为以下特征：电路噪声逐渐升高、收信电平逐渐下降。从以下三个故障实例来进行举例分析，探讨其具体的处理工作：其一，微波通信设备发出次要告警。在经过系列的检查之后发现是馈管中存在较多的潮气引发损耗，干扰微波通信设备的稳定工作，但是在维护查看时发现，各个连接位置以及馈线整体并无破损位置，后续开始检查充气机，发现充气机在充气之后，虽然气压正常，充气机干燥剂却表现为红色，这代表着其已经难以发挥出干燥馈线的作用，故而选择更换干燥剂，其后发现馈线各项指标开始回归正常，告警信号消除，并让微波通信设备维持在正常状态。其二，在微波通信设备告警后，排查其故障，发现是进水引发的，针对该种情况，需分析具体原因，比如若是功率分配器进水，需拆卸部件，在干部上浸染酒精，擦拭部件，晾干后安装，并用干燥剂、充气机等风干，使其达到使用标准;其三，针对驻波比问题，分析其具体原因，若是因天气影响，需利用充气机去潮，再对破损位置进行防潮、防水处理;若是馈线芯线开路所致，需用负载电阻代替分馈电缆，检测故障位置，进行故障处理，让系统恢复正常运行状态[6]。

4.天馈线系统调试工作。在经过各项故障的处理之后，需对天馈线加以调试，如此才可保证其正常的使用功能。若是A站相应方向的各个微波接收装置AGC，其电压值显示皆低于标准值，但是对B站微波发信机输出功率侧发现功率在测量时发现电压皆处于正常状态，可以诊断故障点一定是在天馈线的某个位置，但是A站或者是B站，难以确定;若是A站是一种分集接收站点，可对比分析主天线、分集天线间具体的收信电平，若是收信电平只有一个正常，另外一个不正常，代表故障点一定是在收信电平呈现不正常状态的天馈线系统处;若是两个电平值都表现为不正常状态，可明确故障点一定发生在B站天馈线系统位置。为解决该项问题，可绘制天馈线系统典型方向性图，展示天线尖锐的窄射束天线，观察天馈线辐射场功率通量密度与幅度相位极化的空间分布，为避免微波通信被较大程度的干扰，在调整天线与处理故障时，要求天线维持在主瓣天平上，并规范天线方向旁瓣电平，使其维持在较低水平，主要是旁瓣电平在天馈线轴线角度逐渐增加时会快速下降，尤其是在原理轴线方向，故而要求旁瓣电平能维持在较低水平[7]。

天馈线故障处理与调测工作，需两个天馈站加以配合，其中天线方是天线A，另外一边则布置的是天线B，首要步骤是紧固天线A，其后开始微调天线B，将天线水平转动，按照设备面板上显示的指示灯开关状况，并结合AGC电压值，寻找天馈线最佳布置位置与接收方向;其后维持该位置稳定，再开始微调天馈线，在反复的调节过程中找到能够最易接收优质电平的位置。在调整过程中，需监测各个时间段的接收电平值，在A站连接馈线，利用发信机发送电平信号，用B天馈站极化分离器连接测试仪表，并将收信机射频收口直接对接仪表HP8593E，抑或者通过万用表来时刻监测AGC在各个阶段的电压值。两个天馈站之间需配合调整，可通过布置在两站间的丝杆、伸缩方位拉杆展开水平调整，以此来得到最大收信电平，其后再锁紧，去后借助俯螺杆对两站进行俯仰调整，得到最大收信电平。在多次重复的水平俯仰调整之后，可得到天线对应的最佳主瓣电平，其后再加以微调，使其达到设计标准。经过调整的天线要求主瓣、副瓣对称性高、极化去耦效果明显，各项指标达标，以此来达到最好的处理效果[8]。

五、结束语

综上，本文就微波通信天馈线系统的维护对策进行了论述与分析，研究了其重要性与必要性，建议给予其足够的重视，制定对应的故障检查与维护、分析与判定、诊断与处理方案，维护微波通信质量。

作者單位：余梦    河南省信息咨询设计研究有限公司

参  考  文  献

[1]侯林.短波广播发射天馈线系统的分析与维护[J].数字通信世界，2020（4）：1.

[2]高柱.论数字微波传播信道与天馈线系统的测试[J].辽宁广播电视技术，2020（1）：3.

[3]肖山.THALES DVOR4000双发射机CA100故障分析处理[J].数字通信世界，2020（3）：2.

[4]张虎，肖立志，吴笑馨，等.一种机车卫星天馈线系统检测装置及设备.CN212646996U[P]. 2021.

[5]林振起，伍泽军，刘杰.2G、4G、Wi-Fi、McWill融合研究与运用[C].数字中国 能源互联——2018电力行业信息化年会论文集.2018.

[6]管一霖，杨万辉，包静.基于智能复合天馈的室分维护策略研究[J].电信工程技术与标准化，2018（2）：4.

[7]曹鹏铧.基于GSM标准的室内信号覆盖优化研究——以四川大学锦城学院图书馆为例[J]. 中国新通信，2018（8）：3.

[8]洪杰星，林救星，林鸿友，等.一种基于双频段组合通信制式的通用式机车电台. CN108566214A[P].2018.