卫星接收站天线的位置选择与安装调试

卫星接收站天线的位置选择与安装调试 一无线技术// NetworkTechnology// 卫星接收站天线的位置选择与安装调试 文/国家广电总局722台李芳萍// 1前言 接收天线位置的选择对于技术参数 要求较高的专业型卫星接收站来说是一 个非常重要的环节.在天线位置选择时, 必须要考虑很多因素,比如:地理位置,视 野范围,电磁干扰,地址条件等,否则,会 直接影响卫星地面接收站的接收质量:同 时,还会给日常维护带来困难.所以,在卫 星地面站接收天线建设选址时,必须进行 实地勘察和测量,综合进行评价,才能最 终确定其位置. 2接收天线位置的选择 2.1地理位置 在接收天线位置的选择时,地理位置非 常重要,通常需要注意如下几方面的问题: (1)基座正南方向不能有任何障碍物, 即:要有一个开阔的视野,避开山坡,树林, 高层建筑物,铁塔,雷达站,微波通讯站, 高压输电线等对天线的阻档和干扰: (2)基座应尽量靠近机房,以避免电 缆过长(一般电缆在30m以内)造成信号 衰减: (3)基座尽可能选在建筑物上,同时 要考虑在暴风雨的情况下,卫星天线因受 力而产生对屋顶的破坏性影?向,若在平地 上架设,要注意围墙,树木的遮档,更要注 意人员安全,要尽量安装在工作人员不易 摘要:针对卫星接收站的建设,本文详细介绍了接收天线位置选择的 原则及天线避雷接地的方式,同时介绍了卫星接收天线施工与安装过 程中需要注意的问题. 关键词:卫星接收天线安装位置的选择避雷天线的安装 碰到的地方或者在天线周围架设围栏; (4)电缆的走线通常采用地埋或空 中架设,地下掩埋时,要用2Omm的钢管 或者PVC管做线缆外套i空中架设时,高 度要在2.5m以上,空中距离超过1OmB,-J 要用钢丝承载; (5)卫星接收天线选址时,应避开 雷击多发地点,同时要考虑到避雷针的安 装位置,天线基座与避雷针基座之间的距 离应在3~3.5m. (6)注意防风,由于C波段天线口径 较大,因此天线底部结构强度要大. 2-2视野范围 对于接收天线而言,视野范围就是天 线对所接收卫星方向的最大可视范围.目 前,我局总共传送7O套数字声广播节目 基层台站接收天线主要采用的是C波段和 Ku波段两种类型,并互为主备节目源.我 台是以C波段作为主用节目源,Ku波段 作为备份节目源.C波段接收天线所对应 接收的卫星为中星6B,卫星定点于东经 115.5.,天线的极化方向为垂直极化.C 波段接收天线的口径大,因此视野范围要 求大,而Ku波段的接收频率较高,接收天 线的口径相对较小. 为获得最大的可视范围,接收天线在 安装架设时,需要重点考虑三个角度,即: 仰角,方位角和高频头极化角.其中,计 算天线的方位角和仰角是天线架设的基 本问题,因此首先应计算出天线对所要接 收卫星的仰角和方位角.天线的方位角和 仰角可以根据卫星高度,轨道位置及接收 点所处地球经纬度来确定.为了使接收站 不只限于接收某一颗卫星,还应计算出对 可能收视其他卫星的仰角和方位角. (1)接收天线的仰角 接收天线的仰角是自接收点看卫星与 水平面的张角.其计算公式如下: Az=tg!!二] Sinr 式中: s—卫星所在轨道位置: 人r一接收站地理经度: 中r一接收站地理纬度; Az一接收站天线仰角. (2)接收点的方位角 接收点的方位角,通常以正北为基准. 由于我国位于北半球,接收赤道上空的卫 星时,为简化计算,通常以正南为基准(如 图1),这时的计算结果与正北方向相差 18O.,计算公式如下: EL=t姿J l一[cos(s一^r)cosr] 式中: E.一接收站天线方位角(其中,方位 wwwcn//2010年9月//RADIO&TELEVISIONINFORMATION//r'DI~Wftl//87 _玻术专题. NetworkTechnology// 角以正南为基;隹,南偏东为正,南偏西为 负.) 需要注意的是,在实际应用中,是使 用指南针来确定正南方向的,Eb于地磁的 影响使指南针偏离正南一个角度,即出现 了磁偏角.因此,计算出的方位角与实际 的方位角要差一个磁偏角,必须对它加以 修正.磁偏角可以通过查找地磁图得到 如果知道某地当年的磁偏角A,则真正的 方位角为:E'=E.+A (3)极化角 我们所接收的卫星信号大多采用所 谓的线极化方式传送,在同一个转发器中 传送两个相互垂直且互不影响的两个信 号,通常为水平(H)和垂直(V)两个方向 的信号,由于位于赤道上空的卫星经度与 接收地点的经度一般并不相同,所以卫 星发出的水平或垂直极化波到达接收地 点后极化方向就会发生变化,所变化的 角度即是所谓的极化角.之所以要调整 极化角,其目的就在于使接收天线与卫星 极化良好匹配,以高效率接收微弱的卫 星信号.当计算的结果,极化角为负值时 表示接收南偏西的卫星,此时高频头应逆 时针旋转(人面对天线接收面调整);极 化角为正值时,表示接收的是南偏东的卫 星,高频头应顺时针旋转,即顺转为正 逆转为负,一定不要搞混. (4)确定接收天线的基础高度 接收天线的基础高度对于视野范围 影响也很大.我台在选择好地理位置后 因为天线与前方机房大院的铁拦杆比较 靠近,且侧面又靠近山体,为了提高接收 站的品质因数C/T,减少地面踝声对接收 系统的影响,考虑到天线接收方向的前方 应尽量避开微波通信线路及高压输电线 以防接收信号时受到干扰,同时,要避开 侧面山体.此时,则要求天线应具有一定 的高度,使其视野范围更宽,为此我们将 底座基础相比地面高出50cm,在天线正 常仰角的情况下,使天际线仰角大干5.以 上,如图2所示. 另外,天线的安装位置与机房的距 离也应认真考虑,按科学计算应在30m 以内,过长的传输电缆,会使接收的信号 衰减,一般最长不要超过50m,我台机房 与天线的距离最后确定为25m. 2.3电磁干扰 在选择视野范围时,电磁干扰也必须 要一并考虑周全,首要的是利用地形减轻 和避免微波干扰,其次是考虑雨,雪,气温 等因素的影响.卫星干扰信号主要是从地 面未的,必须要把地面的卫星干扰信号屏 蔽掉,具体可用铁丝网给卫星天线构建围 墙,可有效地挡住地面干扰信号对卫星接 收天线的干扰.为了使干扰更小,地线的 安装也是非常重要的. 2.4外部条件 外部条件对视野范围影响也很大, 天线安装在楼顶平台上时,基座要离开墙 裙1.5m~,J2m,天线的方位通常需要有一 定的调整范围,以保证在接收方向的左右 有足够的调整余地,5X5m范围内应无墙 壁,天线安装场地周围3X3m范围内应平 整.对装在高楼顶的天线基础设施要满 足10级大风能工作,12级大风不毁坏,卫 星天线的架设位置应避开风口,以减小天 线的风载.在多雷雨地区,卫星天线的架 设位置应避开雷击多发地点,同时要采 取多种避雷 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 . 3天线的安装和避雷 3.1天线基座及天线整体的安装 当完成天线位置的选择和设备选购 工作后,就可以对天馈系统进行安装,安 装过程应按厂家结构图和安装技术说明 进行,主要步骤如下: (1)进行天线座架的地基施工 天线水泥底座浇注前,一定要勘探 该位置的地质结构情况,要考虑有无积 水,填土等因素,以保证今后天线地基不 下沉,抗风能力强.我台在处理天线基 座时考虑地面有1OOcm厚的回填土,所 以在挖出回填土后,又向实地挖下50cm, 用混合土处理了1OOcm的地基,再根据 天线基建图纸将150cm的基座用水泥, 石头,钢筋浇注,如图3所示. 地角螺钉与基座内的钢筋相连,左右 对准中心,南北在垂直线上,水泥的基座 的不平度小于20mm. (2)将天线座架安装在浇注好底座 上,再平地组装反射面及支撑杆,然后整 体安装到天线座架上.要求反射面平整, 对称,不变形. 88//r榷'iRADIO&TELEVISIONINFORMATION//2010~-9,EJ,,WWWrticn 一无线技术// (3)安装馈源支撑杆和馈源,高频 头.安装时要注意馈源相位中心与天线 抛物面的焦点重合.同时要注意馈源的密 封和防水. (4)安装天线机械部分及电动传动 装置,并检查调节装置是否灵活. 3.2避雷针及接地的安装 卫星接收设备中的微波器件,很容 易受到雷电和电磁场的侵害,特别是场效 应晶体管更容易受电磁场的干扰.因 此,必须合理地安装避雷针和接地装 置,使卫星接收系统处于避雷针的伞形 保护之下.单根避雷针顶端的保护角约为 45.,它的保护范围象帐篷状,边缘为双曲 线,如图4所示.避雷针的保护半径为1: 1.5,即针高为1,保护半径为1.5,安装的 避雷针必须要将接收天线置于保护范围 内.要求避雷针与天线的水平距离应大于 3m,避雷针接地体埋藏地点距建筑物应 大于5m. 避雷针的接地应有独立的走线系 统,不允许与设备接地线共用.避雷地线 的直流通路的电阻要求足够低,一般为 5一lOQ,由于雷电浪涌电流较大,频谱较 宽且持续时间短,因此要求必须有尽量小 的电感量.地线不能用扁平编织线或绞 合线,因为这种线电感较大,不利于泄放 雷击电流,且容易被腐蚀.要尽可能使用 3mm以上的实心导线,且最好是相同的 金属材料,做法具体有两种: 第一种采用铜板接地方法: (1)在离天线座1m的范围内,挖一 个深2~3m的正方形的坑,如图S所示. (2)将规格为500×3O0x4mm铜 板与30X3mm的铜带相连,连接处用铜 铆钉铆上. (3)铜板平放于正方形的坑中,铜带 引出接于室内与室外,使设备处于同电位. (4)将盐,木炭,素土按1:2:3混合 回填夯实. (5)地极做好后,测量其接地电阻 一 般接地电阻应小于4Q. 第二种方式采用角钢作垂直接地. 防雷接地体的形状和安装深度如 图6所示.制作时,可用2根长度为2m的 50x50x3mm镀锌角钢作垂直接地体, 每根垂直接地体的间距为2.5m,垂直接 地体之间用40x4mm的镀锌扁钢作为水 平接地体连接,水平接地体的埋藏深度 应大于800mm.水平接地体与垂直接地 体焊接时,焊接搭接头长度为扁钢宽度 的2倍.焊接时,应采用对焊方式,焊接后 用防锈漆作防腐处理.接地体引出线可采 用扁钢焊接引出,与避雷针引下线连接. 3.3接收天线的调整 接收天线的调整主要是使天线对准 所需要接收的卫星,也就是使馈源处于天 线的抛物面焦点处,包括:仰角和方位角 的调整,馈源极化方式的调整等,其主要 步骤如下: (1)根据站址地理位置和卫星轨道 位置,计算出安装天线的仰角和方位角. (2)利用罗盘确定天线方位角的基 准—正南方向,并将天线调整到计算出的 仰角和方位角的位置. (3)在理论值?o的范围内,缓慢并 反复调整天线仰角和方位角,同时观察频 谱仪或监视器,直到信号强度最大. 调试完毕后,整个卫星接收系统已处 于最佳工作状态.可将馈源,极化器,仰 角和方位角等固定好.对天线的各种状态, 参数,接收信号情况等做好详细 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ,对 今后的工作将大有好处. 4小结 我台在Ku波段3.7m天线选择,C波 段5m天线以及后来的C波段4.5m天线 的安装及调整过程中,均严格按照以上程 NetworkTechnology// 序进行,保证了工程质量,并为天线的正 常运行创造了良好的条件.我台用上述方 法已安装调试多副天线,通过十几年的使 用,运行良好,安全可靠.- mCR2o10年9月RADIO&TELEVISIONINFORMATION广1鹋楫I言盘//89