卫星地球站天馈线系统日常维护与故障处理方法

万果果

（河南广播电视台卫星传输中心，河南 郑州 450000）

0 引言

广播电视卫星地球站的天馈线系统主要负责将微波信号定向辐射至同步轨道的广播电视通信卫星，也用来监测卫星转发器对地面覆盖的信号质量，是收发广播电视卫星信号的重要设施，是保障地球站安全播出的重要环节。天馈线系统一般安装在室外，工作环境相对恶劣，因此更需要加强维护。细致周密的日常维护能有效降低天馈线系统的故障率，完善合理的故障处置预案能显著提高抢修效率，全面详实的技术档案便于全面掌握设备设施的运行状态，从而确保其长期稳定运行。本文从实际工作出发，总结了地球站天馈线系统常见故障的处置方法和日常维护规范，并提出对维护档案进行电子化归档，促进维护检修的科学化、规范化、数据化。

1 天馈线系统组成

天馈线系统主要由卫星天线、馈线、线缆桥架、天线驱动器（Antenna Drive Unit，ADU）、天线控制器（Antenna Control Unit，ACU）、追踪接收机、波导充气机、避雷装置以及天线除冰雪装置（南方无降雪天气的区域不需要）等组成。卫星天线可细分为主反射面、副反射面、馈源、座架、俯仰驱动结构、方位驱动结构、俯仰限位、方位限位及支撑腿等。天线结构如图1 所示。馈线可细分为矩形波导、软波导、椭圆波导及其他连接件等。

图1 卫星天线结构图

2 天馈线系统常见故障的分析及处理

天馈线系统通常处于比较稳定的静止状态，可是一旦出现故障，恢复时间是比较长的，因此配置备用天线很重要。同时，制定一套行之有效的故障应急维修预案，能有效缩短故障处置时间，确保天馈线系统的安全运行。

2.1 通信异常或突然中断

当地球站上下行通信发生异常或突然中断，首先进行应急切换，在第一时间抢通信号，然后通过网管和视音频告警系统排查是信源问题还是上行设备出现故障。如果可以排除上述故障，则应对天馈线系统进行检查。天馈线系统机械[1]故障的检查及处理步骤如下。

（1）在确定上行链路设备工作正常的情况下，查看高功放的反射功率是否正常。如果反射功率上升，则进行检查步骤（2）和步骤（6），如果正常则继续检查其他原因。

（2）检查波导充气机工作是否正常。如果不正常，按步骤（3）进一步检查；如果正常，则继续检查其他原因。

（3）检查软波导是否出现裂缝或断开。如果是，则应关闭高功放，立即更换此软波导；如果正常则继续步骤（4）。

（4）检查馈源膜是否破损进水。如果发现破损，则应关闭高功放和充气机，如果是雨雪天气，应用雨衣或塑料膜等防水材料盖住馈源喇叭口防止进水，待降水停止后，对馈源内部进行清理并更换馈源膜；如果未发现破损，则继续检查其他原因。

（5）检查波导充气机干燥剂是否失效。如果已经失效，则可能是由于波导管内潮气得不到吸收，缓慢积攒冷凝水所致，应关闭高功放和波导充气机，然后对波导可能积水的部位进行拆解清理并更换波导充气机干燥剂。

（6）检查波导是否衰减过大。如果是，则分段检查波导是否出现损坏，并及时更换故障波导。

（7）如果以上检查都正常，应对天线的俯仰角、方位角以及极化角进行检查，看是否出现偏离。

需要注意的是，维修期间，如需对天馈线系统进行带载测试，则不能使天线对准卫星，以避免造成同频干扰。

2.2 波导充气故障

地球站天馈线系统的波导连接主要由硬波导、软波导及椭圆波导组成。其中，硬波导又可细分为E 面弯头、H 面弯头、扭波导以及椭矩转换波导等，法兰接口较多，难以实现完美的密闭效果，为使波导管内保持干燥、干净的工作环境，必须配备波导充气机，通过充气耦合波导向波导管内输送干燥空气并加压。如果波导充气机在运行中出现充气间隔明显缩短、压力下降过快或持续充气无法达到设定气压等情况，可按以下步骤进行判断处理。

（1）检查波导充气机本身是否出现故障。如出现压力过大或不能自动启停等情况，应及时联系厂家维修或更换；如运行正常，则继续检查其他原因。

（2）检查波导充气机与充气耦合波导的连接管是否破损或断开连接。如果是，则立即更换充气管并紧固连接口。

（3）检查波导隔离窗是否发生破损，偶尔可能因波导拉弧造成隔离窗受损破裂，从而造成漏气。如果发生破损应及时更换。

（4）检查喇叭口馈源膜[2]是否出现裂缝等损伤。如果有损伤且遇到雨雪天气，应用雨衣或塑料膜等防水材料盖住馈源喇叭口防止进水，待降水停止后，对馈源内部进行清理并更换馈源膜；如果未发现破损，则继续检查其他原因。

（5）检查软波导是否出现裂缝。如果有，则立即更换受损伤的软波导。

（6）检查每一个波导连接口是否出现漏气。如果有，则应更换密封垫圈，使用704 密封胶对波导连接口进行密封，待密封胶完全固化后（一般24 小时左右，视环境温湿度时间会有浮动）再开启波导充气机进行充气测试。

3 天馈线系统的日常检查及维护

天馈线系统的日常检修和维护[3]工作，一方面在于做好日常保养，使系统各部件处于健康状态；另一方面在于提前发现问题，将隐患消灭在萌芽期，降低设备故障率，使系统实时工作在最佳状态。

3.1 天馈线的检查及维护

天馈线的检查及维护工作一般有如下要点。

（1）在条件允许的情况下，可定期大范围转动天线的方位和俯仰角度，以测试机械转动部分的工作状态。如果发现丝杠或轴承异响、角度指示偏差等异常情况，应立即进行细致排查和维修。

（2）每年定期或在需要大范围转动天线前应对方位、俯仰硬限位开关进行检查，如限位失灵，应禁止天线转动操作，即时排查故障，避免发生重大事故。

（3）每年对天线座架各部分螺栓进行检查，看连接有无松动或损伤，如发现异常，应及时紧固并更换出现损伤的螺栓。

（4）每隔两年，用汽油对天线的方位丝杠、俯仰丝杠、方位转动轴、俯仰转动轴及电机齿轮等结构件进行清洗，并充分涂抹二硫化钼润滑剂。减速机应采用极压锂基润滑脂。

（5）每隔3 至4 年（视使用情况而定），对天线反射面和座架结构表面进行喷漆处理。喷漆前应将起皮脱落的漆膜和锈迹打磨掉，对于露出金属层的位置，应先涂环氧锌黄底漆做防锈处理，最后用白色醇酸磁漆对天线进行喷涂[4]。

（6）波导连接器件中的软波导最易老化受损，应定期检查软波导的老化和受损程度，发现异常及时更换。

（7）定期使用测温枪或热像仪对波导温度进行测试，如有异常能及时发现异态波导并进行更换。

（8）如遇大雪天气，应及时对天线主反射面和馈源膜进行除雪，减少积雪对天线收发信号造成的影响。

（9）定期检查馈源膜，查看是否出现破损。一旦发现裂缝或密封不严要及时更换，避免雨雪天气馈源进水造成重大损失。

（10）每日定时检查充气机的工作状态，查看干燥剂是否失效，记录充气间隔时间。

（11）定期检查避雷器状态，雷雨天气应加强巡检，发现失效须及时更换。

另外需要注意的是，如果需要人员登上天线主反射面进行作业，工作人员应穿软胶平底鞋，避免刮伤天线，且应尽量减少在主反射面上同时作业的人数。人员行走时应沿筋条移动，避免超重而造成主反射面变形，影响天线指标。

3.2 馈源膜的更换方法

天线喇叭口的馈源膜能够为馈源筒内的波纹喇叭提供防护，避免有异物或雨水进入。其一般为聚四氟乙烯材料，容易因受到外力（如冰雹、高空坠物等）出现破损，一旦破损进水，可能造成天线长时间无法使用。因此，一旦发现馈源膜老化或破损，应及时进行更换，避免造成更大的损失。下面介绍馈源膜的更换步骤和方法。

（1）确保要更换馈源膜的天线不在发射状态，避免大功率微波对工作人员造成伤害。

（2）准备好尺寸合适的新馈源膜，检查确认新馈源膜无损伤，准备好螺丝刀、扳手、裁纸刀、棉布及密封胶等工具。

（3）去除原先涂抹的密封胶。

（4）用螺丝刀取下固定螺丝和压环，取下旧馈源膜。取下时应注意不要将异物掉入喇叭口。

（5）检查喇叭口内是否有异物，如果有，则小心去除，用干净的棉布将喇叭口擦拭干净。

（6）小心谨慎地将新馈源膜、压环、垫片及螺丝依次装回。安装过程中，如遇到螺丝或垫片等异物掉落，务必检查其是否掉入喇叭口，如果有，必须将其取出。

（7）紧固螺丝，使馈源膜和压环紧密接触。

（8）对压环、馈源膜、螺丝和馈源筒的接缝处满涂704 密封胶，切实起到密封效果。

（9）待密封胶完全固化后开启波导充气机，检查充气间隔，判断馈源膜的密封效果。

3.3 天线控制器（ACU）和追踪接收机的日常维护

天线控制器（ACU）和追踪接收机的日常维护主要有以下要点。

（1）每周检查机箱温度。机箱温度一般不应高于39 ℃，如超过，应检查环境温度是否过高或者机箱散热风扇是否损坏。

（2）每两周清理一遍滤网，清理周期可视环境洁净程度适当调整。

（3）每年对机箱内部进行除尘。

（4）每年对追踪接收机的输出斜率进行检查。

3.4 天线驱动器（ADU）的日常维护

天线驱动器（ADU）的日常维护主要有以下要点。

（1）每年对机箱内部进行除尘。

（2）检查干燥剂是否有效，如失效应尽快换新。

（3）用万用表对ADU 的输入交流电压进行测量，看是否在正常范围。若测量结果异常，需要及时检修。

4 建立天馈线系统维护档案

广播电视卫星地球站应为天馈线系统建立完善的维护档案。维护档案涵盖设备的整个生命周期。档案内容包括设备设施的登记表、体检表、维护表、维修表及指标测试表等，并宜对档案资料进行电子化归档，便于日后查阅利用，更好地服务于维护工作。详实的检修维护信息记录，有利于实现设备维护的规范化，有利于全面掌握设备运行的健康状况，有利于快速地进行故障分析，有利于总结设备维护经验，还能够为备品备件的配置提供重要依据，从而实现精准、高效、高质的天馈线系统维护[5]。

5 结语

天馈线系统是广播电视卫星地球站安全播出的重要保障，涉及环节众多，结构复杂，维护维修工作对工作人员的技术水平要求较高。日常工作中，相关人员要高度重视天馈线系统的维护工作，建立维护制度，加强技术人员的培训与演练，制订严谨务实的检修维护计划，并责任到人、强化执行落实，日常维护工作应做到及时发现问题并妥善处理，防患于未然。本文归纳的故障分析处理方法和检修维护方法具有较强的实用性和规范性，能够有效降低设备故障率，切实提高系统维护效率，确保天馈线系统稳定可靠运行，进一步提升安全播出保障能力。