廣播電視衛(wèi)星天線加熱融雪系統(tǒng)

劉固蒂

（作者單位：國(guó)家新聞出版總局七二二臺(tái)）

廣播電視衛(wèi)星天線加熱融雪系統(tǒng)

劉固蒂

（作者單位：國(guó)家新聞出版總局七二二臺(tái)）

衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信的重要手段之一。由于其通信范圍大、覆蓋廣、建設(shè)速度快，且同一通信可以用于不同區(qū)域和方位，因此被廣泛用于現(xiàn)代廣播電視前端系統(tǒng)中，但雨雪將會(huì)使其信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生衰減，降低通信質(zhì)量。本文介紹雪衰的成因，并提出一種加熱融雪系統(tǒng)，可完全清除衛(wèi)星天線拋物面上的積雪，從而降低或消除了雪衰對(duì)衛(wèi)星傳輸?shù)牟焕绊憽?/p>

廣播電視；衛(wèi)星；雪衰；天線融雪

現(xiàn)代通信技術(shù)的高速發(fā)展，衛(wèi)星通信以其覆蓋區(qū)域廣、傳輸容量大、可靠性高和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在廣播電視的傳輸覆蓋上得到了更加廣泛應(yīng)用。由于衛(wèi)星傳輸?shù)拈_放式這一特點(diǎn)，容易受到空間環(huán)境變化的影響。比如每年春分和秋分前后的日凌現(xiàn)象，太陽發(fā)出的強(qiáng)大電磁輻射會(huì)嚴(yán)重干擾衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量。另外，自然界的降雪也會(huì)使衛(wèi)星信號(hào)出現(xiàn)雪衰，通信使用的頻率越高，衰減就越大，影響也就越大，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致通信中斷。

1　雪衰的成因及影響

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般性的降雪對(duì)衛(wèi)星信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生明顯的衰減，但在化雪時(shí)就對(duì)衛(wèi)星兩個(gè)頻段C和Ku的傳輸影響就相當(dāng)明顯。在自然界由于化雪過程時(shí)間較長(zhǎng)，天線的饋源和主反射面由于積雪的影響變得凹凸不平，對(duì)電磁波產(chǎn)生了不同程度的吸收和散射；加之天線表面的積雪改變了拋物面的形狀，致使拋物面的焦點(diǎn)偏移，大大降低了天線的增益，嚴(yán)重影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。衛(wèi)星通信饋源喇叭口上的積雪或水滴所造成的微波信號(hào)散射嚴(yán)重影響天線的接收或發(fā)射電平，通信頻率越高影響越大。經(jīng)過多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，3cm厚的積雪對(duì)天線G/T值的降低在3dB以內(nèi)，5cm厚的積雪對(duì)C波段天線G/T值的降低約為3dB，對(duì)Ku波段天線的G/T值的降低可達(dá)6dB以上，超過10cm的積雪對(duì)Ku波段天線的G/T值的降低可達(dá)12dB。

由于降雪或化雪時(shí)對(duì)天線的增益影響很大，嚴(yán)重影響其傳輸質(zhì)量，因此必須重視積雪對(duì)衛(wèi)星傳輸?shù)挠绊懀扇∮行Т胧p少衛(wèi)星信號(hào)雪衰。

2　減少雪衰影響的方法和措施

在降雪天氣，為了保證衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量，科技工作者不斷創(chuàng)新除雪、融雪方法，以保證在降雪天，衛(wèi)星傳輸信號(hào)不受影響，常見的方法就是人工及時(shí)清掃天線表面的積雪和給天線拋物面主吹送強(qiáng)風(fēng)的方法，將天線表面的積雪清除掉。但由于衛(wèi)星天線安裝場(chǎng)地的限制，加之降雪時(shí)戶外的惡劣天氣，戶外工作很不方便，因此在以上2種除雪方式的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新出了更多、更為有效的除雪、融雪方法，，如給衛(wèi)星天線安裝加熱融雪系統(tǒng)就是其中一種。

給衛(wèi)星天線加熱除雪系統(tǒng)，它通過給天線背面加裝加熱板和保溫板的方式，在降雪時(shí)將融雪裝置自動(dòng)開啟，通過附著在天線背面的加熱材料給天線加熱，使天線表面的積雪及時(shí)融化，保證了天線表面的光潔和平整，從而保證了信號(hào)的傳輸質(zhì)量。本系統(tǒng)高效節(jié)能、安全、可靠，簡(jiǎn)潔又人性化的人機(jī)交互界面讓用戶操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行狀態(tài)一目了然。

衛(wèi)星天線加熱除雪系統(tǒng)的有點(diǎn)有很多。主要為對(duì)溫度、供電功率和輸出功率等參數(shù)智能控制；使用以太網(wǎng)技術(shù)連接，天線與天線，設(shè)備與設(shè)備之間相互通訊，交換數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理，智能控制；可以控制多幅天線加熱系統(tǒng)組成一個(gè)陣列式系統(tǒng)，統(tǒng)籌功率分配；可以遠(yuǎn)程控制，可在任意位置對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)，參數(shù)設(shè)定，在線升級(jí)等操作和維護(hù)工作；系統(tǒng)可脫機(jī)工作，自動(dòng)分配功率，智能管理；恒溫加熱模式下溫度穩(wěn)定度高，溫漂小于1℃；具有功率限制模式，多幅9m以上天線同時(shí)工作供電不足時(shí)，只需10kW供電功率即可化雪；恒溫模式與限制模式可自動(dòng)切換；在氣溫極低時(shí)，依然可以工作，-30℃可保證化雪；提供緊急開機(jī)功能，提供緊急停機(jī)功能，緊急狀態(tài)有保護(hù)裝置，防止誤動(dòng)作；多級(jí)功率控制，采用軟啟動(dòng)方式，無沖擊電流，通過控制總供電功率和每幅天線功率，既保證了不會(huì)超過總設(shè)定功率，又可以合理進(jìn)行功率分配；系統(tǒng)中可隨時(shí)增加新的天線加熱系統(tǒng)；系統(tǒng)采用防水設(shè)計(jì)和施工；采用耐高低溫材料，壽命長(zhǎng)；多種保護(hù)措施保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行；根據(jù)天線的傳熱特性科學(xué)設(shè)計(jì)，大幅提升系統(tǒng)加熱效率，節(jié)能省電，節(jié)電30%以上；系統(tǒng)采用分布式設(shè)計(jì)，任意設(shè)備損壞不影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)；快速提升天線表面溫度，15分鐘內(nèi)可使天線表面溫度提升20℃；恒溫模式下溫度穩(wěn)定度高，溫漂小于1℃。

3　結(jié)語

衛(wèi)星通信無處不在，特別是在我國(guó)北方，由于地廣人稀，衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)可以得到充分發(fā)揮，但由于冬季北方都會(huì)出現(xiàn)不同程度的降雪，給衛(wèi)星傳輸質(zhì)量造成很大影響，特別是對(duì)Ku頻段的信號(hào)影響更加明顯，為了保證通信質(zhì)量，除雪、融雪是保證信號(hào)質(zhì)量的重要手段，隨著廣播電視傳輸高頻段的資源開發(fā)和利用，衛(wèi)星天線的除雪、融雪也就更加重要。