KU衛(wèi)星系統(tǒng)日常調(diào)星過程

李洪郛

摘 要：KU衛(wèi)星系統(tǒng)的室外設(shè)置主要包括：衛(wèi)星天線和ODU。長時(shí)間受自然環(huán)境影響衛(wèi)星天線可能出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致KU節(jié)點(diǎn)無法正常工作。需要通過頻譜儀對KU節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新調(diào)星操作，恢復(fù)其正常工作。調(diào)星步驟主要為：對星調(diào)整、極化調(diào)整、功率調(diào)整。調(diào)星前必須與北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心和香港衛(wèi)星公司聯(lián)系，取得對方同意后方可進(jìn)行調(diào)星操作。

關(guān)鍵詞：KU衛(wèi)星天線；頻譜儀；調(diào)星

引言

KU衛(wèi)星系統(tǒng)是民航空管“兩地一空”通信保障體系中的一項(xiàng)重要組成部分，更是所有遙控臺和機(jī)場所必須配備的傳輸設(shè)備之一。但KU衛(wèi)星系統(tǒng)的室外設(shè)備直接安裝在室外，經(jīng)過長年的風(fēng)吹雨淋，容易使其出現(xiàn)電纜接頭松動(dòng)、連接線纜老化、設(shè)備接口處密封不良、接口有流水痕跡和天線偏移等現(xiàn)象，無論出現(xiàn)哪種現(xiàn)象都會導(dǎo)致此KU節(jié)點(diǎn)無法正常工作。而天線偏移現(xiàn)象是影響KU節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行的主要原因，更是最難排查的原因。當(dāng)KU節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)天線偏移時(shí)，需要維護(hù)人員到現(xiàn)場對此KU節(jié)點(diǎn)重新進(jìn)行調(diào)星工作，盡快使其恢復(fù)正常通信工作。

1 準(zhǔn)備工作

沈陽管制區(qū)內(nèi)使用的KU節(jié)點(diǎn)的室外設(shè)備主要由3.7米天線和ANACOM 16W ODU組成，只有沈陽KU節(jié)點(diǎn)的室外設(shè)備主要由4.5米天線和EFDATA 80W ODU組成。當(dāng)某KU節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)天線偏移現(xiàn)象導(dǎo)致其無法正常使用時(shí)，需要對問題KU節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)星操作。操作前維護(hù)人員必須先與北京衛(wèi)星控制中心和香港衛(wèi)星公司聯(lián)系，在對方同意此次調(diào)星操作并能夠在我方調(diào)星過程中提供必要的人員配合后再進(jìn)行其他調(diào)星準(zhǔn)備。

調(diào)星準(zhǔn)備：需要事先確定需要調(diào)星操作的KU節(jié)點(diǎn)室外設(shè)備所處的精確坐標(biāo)和海拔高度、攜帶測量頻率范圍大于13GHZ的頻譜儀及相關(guān)射頻線纜、三通和隔直器、筆記本電腦及相關(guān)軟件和監(jiān)控線纜、魚嘴鉗等工具。

2 具體方案

現(xiàn)以室外設(shè)備由3.7米天線和ANACOM 16W ODU組成KU節(jié)點(diǎn)為例。此類KU節(jié)點(diǎn)室外設(shè)備使用的低噪聲放大器為LNC。首先，用筆記本電腦連接ODU，使用室外單元監(jiān)控軟件將其射頻接收頻率由12706MHZ調(diào)為12253MHZ。其次，在LNC下連接頻譜儀，但在頻譜儀和LNC間必須連接隔直器，否則頻譜儀會被LNC的直流電損壞，頻譜儀接收L波段信標(biāo)信號頻率為1553MHz。然后，按照以下三個(gè)步驟依次進(jìn)行調(diào)星操作。調(diào)星連接圖，如圖1所示：

圖1 KU節(jié)點(diǎn)ANACOM 16W ODU調(diào)星連接圖

2.1 對星調(diào)整

對星調(diào)整主要包括俯仰角和方位角的調(diào)整。俯仰角：指接收站天線仰望衛(wèi)星的視線與水平面構(gòu)成的夾角。方位角：指在接收點(diǎn)水平面上作一條接收站仰望衛(wèi)星的視線的正投影線，從接收點(diǎn)的正北方開始，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)到這條正投影線的角度。將三通頭安裝至ODU與LNC相連的端口上， 用射頻線將LNC和三通頭相連，再用射頻線將三通頭和隔直器相連，用射頻線將隔直器連接至頻譜儀，再用ODU監(jiān)控線將ODU的RS232端口與監(jiān)控電腦相連，通過電腦上的Anacom ODU監(jiān)控軟件，將ODU Up-Link一欄中的發(fā)射狀態(tài)選擇OFF，并將RX Channel項(xiàng)通過拉動(dòng)滾動(dòng)條更改為12253MHz，RX Gain項(xiàng)則通過拉動(dòng)滾動(dòng)條更改為100dB。各項(xiàng)更改完成后，將發(fā)射狀態(tài)設(shè)為ON，再點(diǎn)擊Save進(jìn)行參數(shù)保存。

設(shè)置頻譜儀參數(shù)如下： Center Frequency：1553MHZ，Span：50KHz，Amplitude：5dB/Div，RBW：1KHZ，VBW：100HZ。

一般情況下衛(wèi)星室外天線受外界自然條件影響而導(dǎo)致俯仰角和方位角的偏移幅度不大，不需要大幅度的調(diào)整衛(wèi)星天線。當(dāng)設(shè)置好頻譜儀后，操作人員需要一邊調(diào)整天線的俯仰角螺栓，一邊觀察頻譜儀上接收的信標(biāo)信號強(qiáng)度值，反復(fù)調(diào)整俯仰角螺栓直到確認(rèn)頻譜儀上顯示的信標(biāo)信號強(qiáng)度值為最大值，再通過相同的方法調(diào)整方位角螺栓，直到頻譜儀上顯示信標(biāo)信號強(qiáng)度也達(dá)到最大值，確認(rèn)信標(biāo)信號強(qiáng)度值達(dá)到要求后，固定俯仰角和方位角螺栓。

KU節(jié)點(diǎn)站室外天線的俯仰角和方位角可通過軟件計(jì)算出準(zhǔn)確角度值。對星調(diào)整工作完成后，3.7米天線接收信標(biāo)信號強(qiáng)度應(yīng)在40dB以上，4.5米天線接收信標(biāo)信號強(qiáng)度應(yīng)在43dB以上。

2.2 極化調(diào)整

極化角是通過調(diào)整天線雙工器完成。在調(diào)整前維護(hù)人員與北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心和香港亞洲衛(wèi)星公司工程師聯(lián)系，亞洲衛(wèi)星公司工程師分配用于發(fā)射單載波的頻點(diǎn)，再由北京網(wǎng)控中心指定一個(gè)載波號。

維護(hù)人員先通過KU衛(wèi)星室外監(jiān)控軟件將ODU的中心頻率更改為單載波發(fā)射的KU波段射頻頻點(diǎn)，再打開KU衛(wèi)星室內(nèi)監(jiān)控軟件，進(jìn)入“發(fā)射單載波”菜單項(xiàng)，進(jìn)入發(fā)射單載波編輯模式，輸入北京網(wǎng)控中心指定的載波號，并將此載波號的頻率值設(shè)置為70000HZ，發(fā)射單載波。再次聯(lián)系亞洲衛(wèi)星公司工程師，請對方接收我方發(fā)射的單載波，觀察我方的極化隔離度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如符合標(biāo)準(zhǔn)則不用調(diào)整本KU節(jié)點(diǎn)的極化角；如不符合標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)人員需要進(jìn)行極化角度調(diào)整。

極化角調(diào)整方法為：先用活扳手旋松鎖定雙工器的固定螺母，維護(hù)人員在衛(wèi)星公司工程師的指導(dǎo)下順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)雙工器，通過極化角度的調(diào)整使站點(diǎn)的極化隔離度達(dá)到衛(wèi)星公司的要求，即極化隔離度達(dá)到30dB，當(dāng)計(jì)劃隔離符合標(biāo)準(zhǔn)后，維護(hù)人員鎖緊雙工器的固定螺母，并再次讓衛(wèi)星公司工程師確認(rèn)站點(diǎn)極化隔離度達(dá)到要求。然后通過復(fù)位KU節(jié)點(diǎn)室內(nèi)單元中MODEM板，關(guān)閉單載波。

2.3 功率調(diào)整

對星調(diào)整和極化調(diào)整完成后，維護(hù)人員通過KU衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)監(jiān)控軟件將ODU更改過的全部參數(shù)恢復(fù)成入原值，確認(rèn)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置無誤后，可復(fù)位Modem板并等待站點(diǎn)上線。KU衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)功率調(diào)整優(yōu)化工主要由ODU的上行增益值、Modem板卡輸出電平值和中頻固定衰減器衰減值等三方面操作組成。而這三方面操作，可通過KU衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的室外監(jiān)控軟件、室內(nèi)監(jiān)控軟件和更換中頻固定衰減器分別完成。發(fā)射功率調(diào)整方法：首先，聯(lián)系北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心，告知對方要進(jìn)行標(biāo)定功率操作，由對方分配調(diào)制波（注：如調(diào)制波沒有空閑，也能用單載波標(biāo)定功率）。發(fā)射對方指定的調(diào)制波，北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心通過我方發(fā)射的調(diào)制波，確定我方設(shè)備發(fā)射功率的強(qiáng)弱。最后，配合北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心調(diào)整我方KU節(jié)點(diǎn)ODU的上行增益值和Modem板卡輸出電平值，使發(fā)射功率值符合北京衛(wèi)星網(wǎng)控中心的標(biāo)準(zhǔn)。接收功率調(diào)整方法：維護(hù)人員通過監(jiān)控軟件，更改ODU下行增益及直接更換中頻固定衰減器衰減值使站點(diǎn)接收0號載波的功率值為-38dBm，則表示此KU節(jié)點(diǎn)接收功率符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

能夠熟練的掌握KU衛(wèi)星系統(tǒng)日常調(diào)星過程，對其持續(xù)保障空管通信信號的穩(wěn)定傳輸有著重要的作用，也為民航空管“兩地一空”通信保障體系提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

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