天線射頻系統(tǒng)培訓(xùn)2013(共享)

1、 衛(wèi)星地球站技術(shù)培訓(xùn)衛(wèi)星地球站技術(shù)培訓(xùn)-天線射頻系統(tǒng)天線射頻系統(tǒng) 業(yè)務(wù)運(yùn)行中心業(yè)務(wù)運(yùn)行中心 肖巍肖巍 EMAIL:XIAOWEICHINASATCOM.COM課程內(nèi)容課程內(nèi)容衛(wèi)星地球站射頻系統(tǒng)情況介紹衛(wèi)星地球站射頻系統(tǒng)情況介紹業(yè)務(wù)運(yùn)行中心射頻系統(tǒng)情況介紹業(yè)務(wù)運(yùn)行中心射頻系統(tǒng)情況介紹射頻系統(tǒng)維護(hù)與操作射頻系統(tǒng)維護(hù)與操作人工監(jiān)測系統(tǒng)使用與操作人工監(jiān)測系統(tǒng)使用與操作COMPASSCOMPASS系統(tǒng)情況介紹及操作系統(tǒng)情況介紹及操作2衛(wèi)星地球站設(shè)備情況概述衛(wèi)星地球站設(shè)備情況概述1 1、 地球站設(shè)備情況概述地球站設(shè)備情況概述2 2、天線、饋源和跟蹤系統(tǒng)、天線、饋源和跟蹤系統(tǒng)3 3、射頻、基帶設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、

2、射頻、基帶設(shè)備技術(shù)指標(biāo)4 4、射頻、基帶設(shè)備操作、射頻、基帶設(shè)備操作3衛(wèi)星地球站衛(wèi)星地球站東北旺站擁有較為豐富的天線和射頻設(shè)備。按業(yè)務(wù)類型劃分可以分為：監(jiān)測天線、測控天線、業(yè)務(wù)天線；按頻率資源劃分可以分為：L、 S、C、Ku（含DBS）波段天線。 L: 950-1450(2150、2750) 本振：下行：11300(10075、10000) 上行：13050 S: 上行：1980MHz2010MHz 下行：2170MHz2200MHz C: 上行頻段為59256425MHz，擴(kuò)展頻段為64256725MHz； 下行頻段為37004200MHz，擴(kuò)展頻段為34003700MHz。 LO:2225

3、MHz LO:3025MHz LO:5150MHz KU: 上行頻段為1225012750MHz，擴(kuò)展頻段 1095011700MHz 下行頻段為1400014000MHz ，擴(kuò)展頻段1375014500MHz 。 LO:1750MHz LO:13050MHz （L: 下行11300MHz、10750MHz、10000MHz 上行：13050MHz） DBS: 上行：17300MHz18100MHz 下行： 11700MHz12200MHz LO:5600MHz Ka： 上行：27500MHz31000MHz 下行： 17700MHz21200MHz 4530f 波長(cm), f頻率（GHz

4、)超長波天線(3-30KHz) 對(duì)潛艇通信長波天線(30-300KHz) 導(dǎo)航中波天線(300KHz-3MHz) 廣播、導(dǎo)航、海通 短波天線(3-30MHz) 廣播、軍用電臺(tái)、導(dǎo)航超短波天線(30-300MHz) 廣播、軍用電臺(tái)、導(dǎo)航功率單位簡介功率單位簡介絕對(duì)功率的dB表示6射頻信號(hào)的絕對(duì)功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關(guān)系如下：例如信號(hào)功率為x W，利用dBm表示時(shí)其大小為：例如：1W等于30dBm，等于0dBW。 pdBm 10 logloglogX 1000mW1mW pdBW 10logloglogXW1W簡便公式簡便公式： 0dBm=0.001W，左邊加10=右邊乘1

5、0簡便公式簡便公式： 0dBW=1W， 左邊加3=右邊乘2dBdB、dBcdBc、dBmdBm、dBWdBW、dBddBd、dBidBi天線基本知識(shí)天線基本知識(shí)定義：用于發(fā)射和接收電磁波的部件，稱為天線。天線為發(fā)射機(jī)或接收機(jī)與傳播無線電波的媒質(zhì)之間提供所需要的耦合。The antenna is a device which transforms guided electromagnetic signals into electromagnetic waves propagating in free space. It can be used for reception and transmis

6、sion. 天線基本概念天線基本概念7衛(wèi)星通信鏈路簡圖衛(wèi)星通信鏈路簡圖衛(wèi)星通信鏈路簡圖衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射天線發(fā)射天線接收天線接收天線8反射面天線類型反射面天線類型前饋拋物面天線前饋拋物面天線角錐喇叭天線角錐喇叭天線9反射面天線類型反射面天線類型10前饋拋物面天線前饋拋物面天線卡塞格天線卡塞格天線11格里高利天線格里高利天線12 格里高利天線也是一種雙反射面天線，也格里高利天線也是一種雙反射面天線，也由主反射面、副反射面及饋源組成，如圖由主反射面、副反射面及饋源組成，如圖所示。與卡塞格倫天線不同的是，它的副所示。與卡塞格倫天線不同的是，它的副反射面是一個(gè)橢球面。饋源置于橢球面的反射面是一個(gè)

7、橢球面。饋源置于橢球面的一個(gè)焦點(diǎn)一個(gè)焦點(diǎn)F1上，橢球面的另一個(gè)焦點(diǎn)上，橢球面的另一個(gè)焦點(diǎn)F2與與主反射面的焦點(diǎn)重合。格里高利天線的許主反射面的焦點(diǎn)重合。格里高利天線的許多特性都與卡塞格倫天線相似，不同的是多特性都與卡塞格倫天線相似，不同的是橢球面的焦點(diǎn)是一個(gè)實(shí)焦點(diǎn)，所有波束都橢球面的焦點(diǎn)是一個(gè)實(shí)焦點(diǎn)，所有波束都匯聚于這一點(diǎn)。匯聚于這一點(diǎn)。環(huán)焦天線環(huán)焦天線13偏饋型天線偏饋型天線14天線基本電參數(shù)天線基本電參數(shù)天線是無線電設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的裝置，其性能的好壞直接影響無線電設(shè)備系統(tǒng)性能的好壞。天線性能常用電參數(shù)有：15 天線增益天線增益 天線方向圖天線方向圖 天線極化天線極化 天線電壓駐波比天

8、線電壓駐波比 天線噪聲溫度天線噪聲溫度 端口隔離度端口隔離度 天線帶寬天線帶寬天線增益天線增益天線增益天線增益：是衡量天線輻射能量的集中程度，它定義為在天線輸入功率相同時(shí)，天線的輻射強(qiáng)度與理想點(diǎn)源輻射強(qiáng)度之比。16天線增益定義示意圖各向同性天線增益天線增益常用G(，)表示，一般不說明情況下，天線通常指的是最大方向上的增益，用G表示。天線增益計(jì)算天線增益計(jì)算圓口徑天線增益計(jì)算公式：172DGD天線口面直徑工作波長天線效率，定義為天線輻射功率與輸入功率之比天線增益用分貝表示為：dBi9.943 10 log20 logDG增益與波束寬度增益與波束寬度 增益與波束寬度的關(guān)系：增益與波束寬度的關(guān)系：1

9、8332700010 logAZELG3dB70D波束寬度的估算：波束寬度的估算：衛(wèi)星天線工程概算衛(wèi)星天線工程概算天線增益工程概算： 3米C頻段天線增益：41DBi4G 6米C頻段天線增益： ？ 3米KU頻段天線增益：？ 9米KU頻段天線增益：？ 天線半功率角工程概算： 9米KU半功率角為： 0.1812G 4.5米KU天線半功率角為：? 3米C天線半功率角為：?192DG10Lg(2)=310Lg(3)=4.77 3dB70D天線輻射方向圖天線輻射方向圖 天線輻射方向圖（簡稱方向圖）是指天線的輻射參量（場強(qiáng)振幅、相位和極化等）隨空間方向變化的函數(shù)圖。完整的方向圖是一個(gè)三維的空間圖形，稱為立體

10、方向圖或空間方向圖。20方向圖方向圖21方向圖方向圖22方向圖方向圖繪制天線平面方向圖常采用極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)形式。極坐標(biāo)繪出的方向圖形象直觀，但對(duì)方向性很強(qiáng)的天線難以精確地表示；直角坐標(biāo)恰與其相反，它雖不直觀，但可以精確地表示強(qiáng)方向性天線的方向圖。且一般繪制的方向圖為歸一化方向圖，一般不說明情況下，方向圖均指的天線功率方向圖。23方向圖方向圖24-8-4048-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 002 9 -2 5 *lo g ()f= 3 .6 1 1 G H zR H C P F()(dB)A Z o ffs e t b e a m c e n te r(D e g .)直角坐標(biāo)

11、方向圖方向圖方向圖25半功率波束寬度：在歸一化功率方向圖的主瓣范圍內(nèi)，功率下降到主瓣最大值的一半(用分貝表示時(shí)，也就是功率下降3dB )的兩個(gè)方向之間的夾角。-2-1012-40-30-20-100 3dB波束寬度10dB波束寬度方向圖方向圖旁瓣電平：天線方向圖通常有許多波瓣，除了最大輻射強(qiáng)度的主瓣之外，其余均稱為副瓣或旁瓣，與主瓣相反方向的旁瓣稱為背瓣或后瓣。旁瓣電平定義為旁瓣信號(hào)強(qiáng)度的最大值與主瓣最大值之比。在實(shí)際工程應(yīng)用中，常關(guān)心方向圖第一旁瓣電平、寬角旁瓣包絡(luò)和前后比。26方向圖方向圖27主瓣第一旁瓣旁瓣包絡(luò)- 8- 6- 4- 202468- 7 0- 6 0- 5 0- 4 0-

12、3 0- 2 0- 1 00 0 1 - 7 - 4 1 0 : 3 0 : 3 31 1 3 3 m m a a n n t t e e n n n n a a w w i i d d e e s s i i d d e e l l o o b b e e p p a a t t t t e e r r n nF r e q u e n c y : 3 7 5 0 . 7 4 ( M H z ) D i a m e t e r : 1 3 ( m )E L a n g l e : 3 7 . 7 (o) P o l a r i z a t i o n : L H C PN o r m a l

13、 g a i n : 5 2 . 5 7 ( d B i ) E n v e l o p e : 2 9 - 2 5 * L o g (dB)A Z a n g l e o f f s e t b e a m c e n t e r ( D e g . )天線極化天線極化28所謂極化:是指在與傳播方向垂直的平面內(nèi)，電場矢量變化一周期矢量端點(diǎn)描出的軌跡。如果場矢量的矢量端點(diǎn)軌跡是直線，則稱為線極化；矢量端點(diǎn)軌跡是圓，則稱為圓極化；矢量端點(diǎn)軌跡是橢圓，則稱為橢圓極化。描述極化特性的電參數(shù)有：軸比、極化效率和極化隔離度。天線極化天線極化29線極化線極化天線極化天線極化30圓極化天線極化天線極化極化效

14、率：天線實(shí)際接收的功率與在同方 向、同強(qiáng)度且極化匹配條件下的 接收功率之比。31圓極化發(fā)射垂直極化接收極化損失3dB天線極化天線極化32在工程應(yīng)用中，常以大地為參考面定義極化，電場矢量平行于地面的，稱為水平極化；垂直于地面的，稱為垂直極化。 天線極化天線極化33垂直極化水平極化大地參考面天線極化天線極化34垂直極化水平極化大地參考面常見波段參數(shù)常見波段參數(shù)35反射系數(shù)、回波損耗和電壓駐波比反射系數(shù)、回波損耗和電壓駐波比36 天線的反射系數(shù)是衡量天線系統(tǒng)阻抗匹配好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。定義為在所測量的天線端口處的反射波電壓與入射波電壓之比，用公式表示為：反射系數(shù)定義示意圖VinVre天線反射系數(shù)，它

15、是一個(gè)復(fù)數(shù)，其值0|1；Vre 反射波電壓； Vin 入射波電壓。inreVV 回波損耗回波損耗回波損耗定義為反射波功率與入射波功率之比，與反射系數(shù)的關(guān)系為：3720logR L 電壓駐波比電壓駐波比天線的電壓駐波比（VSWR）定義為駐波曲線的最大電壓值與最小電壓值的比，它與反射系數(shù)的關(guān)系為：3811VSWR11VSWRVSWR 駐波損耗駐波損耗39噪聲噪聲噪聲定義噪聲是指在信號(hào)處理過程中遇到的無法確切預(yù)測的干擾信號(hào)（各類點(diǎn)頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點(diǎn)火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管等在工作時(shí)產(chǎn)生的散粒噪聲，信號(hào)與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物。40天線噪聲溫度天線噪聲溫度

16、天線從周圍環(huán)境接收到噪聲功率，通常用噪聲溫度來度量一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲功率大小。天線噪聲可以用給定頻帶內(nèi)與噪聲功率有關(guān)的等效噪聲溫度表示。即N=kBTa( k為玻爾茲曼常數(shù)；B為接收機(jī)帶寬；Ta為天線等效噪聲溫度)。天線噪聲可分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲。內(nèi)部噪聲主要包括天線傳輸損耗和歐姆損耗等；外部噪聲是天線所處的環(huán)境中的噪聲源產(chǎn)生的噪聲，如大氣衰減噪聲、宇宙噪聲和地面熱輻射噪聲等。天空噪聲溫度由大氣衰減噪聲和宇宙噪聲組成。地面噪聲由地面輻射引起的噪聲溫度。 41天線噪聲天線噪聲42TfeedTgroundT天線噪聲溫度組成天線天線43天空噪聲Tsky銀河系噪聲宇宙背景噪聲大氣衰減噪聲銀河系噪聲22

17、6.1galTfTbc = 2.7K宇宙背景噪聲大氣衰減噪聲atmatmatmosphereTLT1天線噪聲天線噪聲饋源網(wǎng)絡(luò)插入損耗噪聲44offTLT1式中：Tf 饋源網(wǎng)絡(luò)插入損耗引起的噪聲溫度（K）； T0 天線的環(huán)境溫度（K）； Lf 天線饋源網(wǎng)絡(luò)的插入損耗。Tground ：地面輻射引起的噪聲溫度。由于天線輻射方向圖的旁瓣特性，此影響隨天線的仰角而略有變化。來自此源的噪聲溫度估計(jì)為46K。 T ：天線歐姆損耗引起的噪聲溫度，此值估計(jì)為34K。 011TLLTTTTffgroundskyA天線噪聲溫度天線品質(zhì)因數(shù)天線品質(zhì)因數(shù)G/TG/T天線系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)是衡量地面站接收系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)

18、之一，定義為天線的接收增益與系統(tǒng)噪聲溫度之比，用分貝法表示為： G/T（dB/K）=G（dBi）-10lgT（K）45端口隔離端口隔離端口隔離度46在匹配條件下，一端口入射波的功率與該入射波泄漏到另一端口的功率之比，用分貝表示?？杉?xì)分為收發(fā)端口隔離度、同頻端口隔離度和不同頻端口隔離度。 網(wǎng)絡(luò)喇叭饋源網(wǎng)絡(luò)端口1端口2天線帶寬天線帶寬天線帶寬47天線帶寬定義為天線滿足一定電性能指標(biāo)的工作頻率范圍。天線帶寬定義示意圖flowfhigh帶寬天線帶寬天線帶寬48天線帶寬的表示方法：絕對(duì)帶寬、相對(duì)帶寬和倍頻帶寬。絕對(duì)帶寬表示天線實(shí)際工作頻率范圍，為高端頻率與低端頻率(或上限頻率與下限頻率）之差；相對(duì)帶寬是

19、絕對(duì)帶寬與中心頻率之比的百分?jǐn)?shù)；倍頻帶寬定義為上限頻率與下限頻率之比。highlowff絕對(duì)帶寬100%2highlowhighlowffff相對(duì)帶寬highlowff倍頻帶寬=電氣性能指標(biāo)電氣性能指標(biāo)49天線結(jié)構(gòu)天線結(jié)構(gòu)50天線反射面結(jié)構(gòu)天線反射面結(jié)構(gòu)51天線副反射面結(jié)構(gòu)天線副反射面結(jié)構(gòu)52反射體骨架結(jié)構(gòu)反射體骨架結(jié)構(gòu)53饋源套筒結(jié)構(gòu)饋源套筒結(jié)構(gòu)54天線座架天線座架55饋源喇叭饋源喇叭56饋源網(wǎng)絡(luò)饋源網(wǎng)絡(luò)57天線跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)天線跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5872007200伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)5972007200連接圖連接圖60跟蹤接收機(jī)與天線控制器跟蹤接收機(jī)與天線控制器61天線驅(qū)動(dòng)單元天線驅(qū)動(dòng)單元62天線控

20、制單元天線控制單元天線角編碼器63天線地基天線地基64天線的保養(yǎng)、維護(hù)天線的保養(yǎng)、維護(hù) 天線是室外設(shè)備，長期受到風(fēng)吹雨淋、陽光照射等各種自然環(huán)境的影響，設(shè)備的壽命長短與正確的使用維修關(guān)系極大，設(shè)備及時(shí)地高質(zhì)量地維護(hù)和維修是保證使用壽命的重要環(huán)節(jié)，為了保證室外設(shè)備的壽命需按如下要求進(jìn)行使用和維護(hù)。天線設(shè)備的使用與維護(hù)主要內(nèi)容如下：注意當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)，當(dāng)大于32m/s的大風(fēng)到來時(shí)，提前做好準(zhǔn)備，隨時(shí)將天線朝天鎖定；副反射面安裝調(diào)好，投入使用后，副反射面支架上不允許再上人，如需上去維修時(shí)，不允許登踩副反射面，以免破壞副反射面的安裝精度；主反射面是由鋁板材料制造而成，上去維修人員不允許穿硬底鞋，以免劃

21、傷主反射面；喇叭口面的密封薄膜應(yīng)定期檢查，如有破損漏水，必須及時(shí)更換，否則將會(huì)影響天線的正常工作；65天線的保養(yǎng)、維護(hù)天線的保養(yǎng)、維護(hù)中心體內(nèi)的饋源網(wǎng)絡(luò)和波導(dǎo)器件均為硬性連接，禁止受到撞擊和積壓；定期涂覆，每三年應(yīng)對(duì)天線噴涂三防漆一次；開機(jī)前應(yīng)檢查各部件安裝的正確性、可靠性，如有故障苗頭必須預(yù)先排除；經(jīng)常檢查同步裝置的密封罩及所有線纜接線處是否密封，不密封應(yīng)用密封膠密封，防止漏水，以免造成短路或燒毀設(shè)備；天線方位工作范圍變動(dòng)必須換檔時(shí)，建議換檔風(fēng)速為12級(jí)為宜，最大不能超過34級(jí)。天線換檔位置應(yīng)能使方位絲杠轉(zhuǎn)過三角支架的前撐桿的位置，即在方位200處，換檔的工作人員一般為34人，由一人統(tǒng)一指揮

22、，拆卸8條M24方位驅(qū)動(dòng)絲杠接頭上螺栓，拆卸完成后，推動(dòng)方位驅(qū)動(dòng)和天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)200處，重新安裝8條M24方位驅(qū)動(dòng)絲杠接頭上螺栓；天線座需進(jìn)行定期檢查維護(hù)（3個(gè)月為宜），對(duì)天線座進(jìn)行例行檢查維護(hù)時(shí)，務(wù)必把電源切斷，確保人身和設(shè)備的安全。檢查如下：定期檢查方位左右限位和俯仰上下限位，如發(fā)現(xiàn)失靈，必須及時(shí)修復(fù)，防止需限位時(shí)無法起限位作用，預(yù)防重大事故發(fā)生；定期檢查電機(jī)、同步裝置是否完好和密封，防止斷路或短路，以防意外發(fā)生；66天線的保養(yǎng)、維護(hù)天線的保養(yǎng)、維護(hù)定期檢查外露螺釘?shù)木o固清況，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的應(yīng)及時(shí)擰緊；定期檢查漆面是否破損，發(fā)現(xiàn)破損處及時(shí)補(bǔ)漆（緦黃底漆和白色聚氨脂漆）。經(jīng)常檢查座架所有結(jié)

23、構(gòu)件和轉(zhuǎn)動(dòng)件（轉(zhuǎn)軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線針輪減速器），發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決；轉(zhuǎn)動(dòng)件（轉(zhuǎn)軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線針輪減速器）加注潤滑脂和潤滑油。按（q）中所述進(jìn)行；天線座大檢修（需停機(jī)，3年一次）；檢查所有零、部件是否有損壞，如有損壞及時(shí)更換；所有運(yùn)動(dòng)部件清洗除銹加油，保證運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；3）軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線針輪減速器進(jìn)行清洗調(diào)整，發(fā)現(xiàn)損壞或接近損壞件及時(shí)更換，同時(shí)加足潤滑劑（潤滑脂為二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂，潤滑油為高級(jí)重載齒輪油），確保運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；加注潤滑脂和潤滑油按（q）中所述進(jìn)行。油和脂一定要加足加滿，不得有漏

24、加或少加現(xiàn)象，一旦漏加或少加油和脂后果會(huì)很嚴(yán)重，運(yùn)動(dòng)件會(huì)在很短時(shí)間損壞；4）噴漆：每隔3年應(yīng)全面噴漆一次。噴漆前應(yīng)將原漆面清洗干凈，根據(jù)破損情況補(bǔ)緦黃底漆（補(bǔ)一遍到兩遍）和噴白色聚氨脂漆（根據(jù)情噴況兩遍到3遍）；天線運(yùn)動(dòng)的速度分快慢兩檔，快速用于天線換檔、收藏和尋星，慢速用于正常工作時(shí)跟蹤衛(wèi)星；67天線的保養(yǎng)、維護(hù)天線的保養(yǎng)、維護(hù)若遇大的風(fēng)暴或地震等自然災(zāi)害后，隨時(shí)檢修，對(duì)損壞的零部件及時(shí)更換。若風(fēng)速達(dá)到天線收藏風(fēng)速時(shí)，如有10級(jí)以上大風(fēng)預(yù)報(bào)（根據(jù)預(yù)報(bào)按當(dāng)時(shí)風(fēng)速考慮）應(yīng)提前2小時(shí)將天線轉(zhuǎn)到朝天收藏位置；絲杠罩用于保護(hù)絲杠，若發(fā)現(xiàn)破損立即修補(bǔ)或更換；軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺

25、線針輪減速器每三個(gè)月檢查一次，同時(shí)加潤滑劑（潤滑脂為二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂，潤滑油高級(jí)重載齒輪油），確保運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；方法如下：方位、俯仰減速箱加潤滑脂。方法是把箱體上有機(jī)玻璃板取下，加注二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂與高級(jí)機(jī)油混配的糊狀潤滑劑；方位、俯仰絲杠涂二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂。方法是把絲杠保護(hù)套打開，沿絲杠螺紋表面均勻涂潤滑脂；用壓注式油槍向方位、俯仰各個(gè)轉(zhuǎn)軸部位的油杯內(nèi)加注二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂（可加高級(jí)機(jī)油調(diào)成糊狀），以潤滑各轉(zhuǎn)軸；行星減速機(jī)和擺線針輪減速器加潤滑油。方法是在注油孔加注重載齒輪油。68 伺服設(shè)備的使用與維護(hù)伺服設(shè)備的使用與維護(hù) 伺

26、服設(shè)備的使用與維護(hù)伺服設(shè)備的使用與維護(hù) 伺服設(shè)備的使用與維護(hù)主要內(nèi)容如下：電源開關(guān)不要頻繁開關(guān)設(shè)備開關(guān)，以防損壞設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部元器件； 禁止帶電插拔設(shè)備電纜插頭，以防損壞設(shè)備或外圍設(shè)備元器件，造成運(yùn)行故障； 系統(tǒng)菜單中的參數(shù)設(shè)置要十分小心，不要輕易修改；系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)請(qǐng)勿修改， 用戶最好定期查看，一旦發(fā)現(xiàn)初始值被修改，請(qǐng)及時(shí)將它恢復(fù)原值。提示：帶電插拔設(shè)備電纜插頭可能對(duì)設(shè)備造成損壞。69機(jī)械性能指標(biāo)機(jī)械性能指標(biāo)70環(huán)境性能指標(biāo)環(huán)境性能指標(biāo)71天線選址、對(duì)星天線選址、對(duì)星天線選址： 天線遮擋分析 電磁環(huán)境測試對(duì)星： 星位、天線扇區(qū) 天線方位俯仰角計(jì)算 接收衛(wèi)星信標(biāo)72天線遮擋分析天線遮擋分析73射頻

27、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)及操作射頻設(shè)備技術(shù)指標(biāo)及操作概述概述衛(wèi)星地球站的設(shè)備主要由天饋線系統(tǒng)、上行系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等組成。射頻系統(tǒng)包括發(fā)射支路、接收支路，發(fā)射支路。發(fā)射支路發(fā)射支路：主要由上變頻器和行波管高功放組成，實(shí)現(xiàn)140MHz的中頻信號(hào)變頻為C頻段和Ku頻段射頻信號(hào)，并將射頻信號(hào)放大為所需功率并饋送給天線。接收支路接收支路：主要由低噪聲放大器、下變頻器組成，實(shí)現(xiàn)將射頻信號(hào)變頻為70/140MHz中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)傳送給基帶設(shè)備。74射頻系統(tǒng)主要參數(shù)射頻系統(tǒng)主要參數(shù)發(fā)射頻率偏差和穩(wěn)定度帶內(nèi)平坦度輸出頻譜雜散輸出相位噪聲三階互調(diào)增益變化與功率穩(wěn)定度75功率單位簡介功率單位簡介相對(duì)功

28、率的dB表示射頻信號(hào)的相對(duì)功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區(qū)別在于：dB是任意兩個(gè)功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點(diǎn)輸出功率和載頻輸出功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式。76頻率偏差和穩(wěn)定度頻率偏差和穩(wěn)定度頻率偏差是指調(diào)制器載波輸出為單載波時(shí)，上行系統(tǒng)射頻輸出頻率與標(biāo)稱發(fā)射頻率的的差值；頻率穩(wěn)定度是指在一定周期內(nèi)，上行系統(tǒng)射頻輸出頻率變化最大值與最小值的差值與標(biāo)稱射頻發(fā)射頻率的比值。測試方法：把調(diào)制器設(shè)置為無調(diào)制的單載波信號(hào)狀態(tài)，將高功放的耦合輸出送入頻率計(jì)，讀取的射頻發(fā)射頻率值與標(biāo)稱發(fā)射頻率之差為頻率偏差；記錄24小時(shí)發(fā)射載波頻率的變化值，射頻載波頻率變化的最大差值與標(biāo)稱載頻之比為頻率穩(wěn)

29、定度。頻率穩(wěn)定度參考技術(shù)要求：110-7/天（14G, 6G）77帶內(nèi)平坦度帶內(nèi)平坦度以發(fā)射載波為中心頻率的一定頻帶(18MHz或27MHz)內(nèi)，高功放輸出端的振幅頻率特性。在上變頻器/高功放系統(tǒng)正常工作的情況下，把標(biāo)定功率電平在規(guī)定帶寬的掃頻信號(hào)（與調(diào)制器正常工作電平相同）送到上變頻器/高功放系統(tǒng)的輸入端，用頻譜分析儀在高功放的輸出端測量變頻輸出信號(hào)的幅度/頻率響應(yīng)。在測試過程中，要適當(dāng)設(shè)置掃頻信號(hào)源的掃頻速度和頻譜分析儀的掃描時(shí)間，使頻譜儀顯示的幅頻特性曲線平滑。帶內(nèi)平坦度參考技術(shù)要求：0.5dBp-p（SCPC 54M）, 1dBp-p（MCPC）影響：幅頻特性影響發(fā)射信號(hào)的肩帶技術(shù)指標(biāo)

30、，造成發(fā)射信號(hào)頻譜特性不平坦，影響接收信號(hào)的C/N。78帶內(nèi)平坦度帶內(nèi)平坦度79輸出頻譜輸出頻譜上行系統(tǒng)輸出的射頻調(diào)制信號(hào)的頻譜成形，決定上行系統(tǒng)需要的射頻帶寬。將高功放耦合輸出的射頻調(diào)制信號(hào)送入頻譜分析儀，以載波中心頻率處電平為參考，分別測量輸出調(diào)制信號(hào)頻譜兩側(cè)的跌落-3dB點(diǎn)和-30dB點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的帶寬。輸出頻譜參考技術(shù)要求：-3dB帶寬大約等于發(fā)射信號(hào)的符號(hào)率,-30dB帶寬大約等于-3dB帶寬1.201.35倍。80雜散輸出雜散輸出調(diào)制器輸出的無調(diào)制載波信號(hào)經(jīng)上變頻和高功放后，除主載波外的無用輻射信號(hào)。上行系統(tǒng)在正常工作的條件下，將調(diào)制輸出改為無調(diào)制單載波輸出，高功放耦合輸出的射頻載波信

31、號(hào)送入頻譜分析儀，在規(guī)定頻帶內(nèi)（C:59256425MHz），載頻之外最大無用輔射信號(hào)（包括諧波）的電平與載頻電平的差值之比就是雜散輸出。雜散輸出參考技術(shù)要求：帶內(nèi)要小于-55dBc, 帶外要小于-65dBc。影響：帶內(nèi)雜波過大，會(huì)干擾已調(diào)調(diào)制信號(hào)，影響信號(hào)質(zhì)量；帶外雜波過大，會(huì)干擾同轉(zhuǎn)發(fā)器或同一衛(wèi)星上其它載波信號(hào)。81雜散輸出雜散輸出82 相位噪聲相位噪聲調(diào)制器輸出的無調(diào)制載波信號(hào)經(jīng)上變頻和高功放后，高功放輸出的載波信號(hào)的單邊帶相位噪聲。測試方法：將高功放耦合輸出的射頻調(diào)制信號(hào)送入頻譜分析儀，將頻譜分析儀設(shè)置為相位噪聲測試選項(xiàng)，中心頻率設(shè)為需要測試的頻率，分別讀取距載波10Hz-100Hz、

32、100Hz-1kHz、1kHz-100kHz、100kHz-4MHz處的相位噪聲。如果頻譜分析儀不帶相位噪聲測試選件，可以通過調(diào)整頻譜儀的顯示帶寬和分辨率帶寬至適當(dāng)位置，測量對(duì)應(yīng)頻率點(diǎn)與主載波的電平差，再減去分辨率數(shù)值的對(duì)數(shù)，也可以粗略計(jì)算出相位噪聲值。相位噪聲參考技術(shù)要求：-75dBc1kHz，100kHz-4MHz處的相位噪聲要符合帶內(nèi)雜散的要求。影響：相位噪聲過大，會(huì)干擾已調(diào)調(diào)制信號(hào)，影響信號(hào)質(zhì)量。83噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念噪聲定義噪聲是指在信號(hào)處理過程中遇到的無法確切預(yù)測的干擾信號(hào)（各類點(diǎn)頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點(diǎn)火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管

33、等在工作時(shí)產(chǎn)生的散粒噪聲，信號(hào)與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物。相位噪聲相位噪聲是用來衡量本振等單音信號(hào)頻譜純度的一個(gè)指標(biāo)，在時(shí)域表現(xiàn)為信號(hào)過零點(diǎn)的抖動(dòng)。理想的單音信號(hào)，在頻域應(yīng)為一脈沖，而實(shí)際的單音總有一定的頻譜寬度，如下面所示。一般的本振信號(hào)可以認(rèn)為是隨機(jī)過程對(duì)單音調(diào)相的過程，因此信號(hào)所具有的邊帶信號(hào)被稱為相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少Hz處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號(hào)功率相比。84噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念85例如晶體的相位噪聲可以這樣描述：相位噪聲相位噪聲86三階互調(diào)三階互調(diào)說明：輸入到衛(wèi)星數(shù)字電視上行系統(tǒng)的70MHz(或140MHz)中頻載波頻率和與之頻率相差幾

34、兆、等幅的另一載波頻率合成后，經(jīng)過上變頻和高功放系統(tǒng)后，保持輸出功率不變，在高功放射頻輸出端會(huì)輸出兩個(gè)載波（F1和F2）及所產(chǎn)生的三階互調(diào)產(chǎn)物(2F1-F2,2F2 -F1)，三階互調(diào)即兩個(gè)互調(diào)頻點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電平與標(biāo)稱載波。測試方法：把調(diào)制器輸出的無調(diào)制中頻載波信號(hào)和與之相差5MHz（可根據(jù)使用帶寬適當(dāng)設(shè)置）相同電平的單頻信號(hào)經(jīng)混合后送入上變頻器，在高功放的輸出端，測試其互調(diào)產(chǎn)物（F為射頻輸出頻率，則三階互調(diào)產(chǎn)物為F5MHz和F10MHz所對(duì)應(yīng)頻率的電平），最大的三階互調(diào)產(chǎn)物電平與輸出載波電平之差就是三階互調(diào)。三階互調(diào)參考技術(shù)要求：-34dBc，一般正常工作電平時(shí)要達(dá)到-34dBc。影響：主要是

35、衡量變頻/高放過程中增益過大而產(chǎn)生的非線性失真輸出。87三階交調(diào)三階交調(diào)三階交調(diào)三階交調(diào)（雙音三階交調(diào)）是用來衡量非線性的一個(gè)重要指標(biāo)，在這里仍以放大器為例來說明三階交調(diào)指標(biāo)。用兩個(gè)相隔f，且電平相等的單音信號(hào)同時(shí)輸入一個(gè)射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下：88三階交調(diào)常用dBc表示，即交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)的比。三階交調(diào)三階交調(diào)89增益變化和功率穩(wěn)定度增益變化和功率穩(wěn)定度定義：在一定的頻率上，偏離標(biāo)稱增益的實(shí)際增益隨時(shí)間的變化，一般測試短時(shí)間(1小時(shí))和長時(shí)間(24小時(shí))高功放輸出功率最大值和最小值之差就是增益變化；增益變化與標(biāo)稱輸出功率之比就是輸出功率不穩(wěn)定度。記錄高功放輸出功率隨時(shí)間變

36、化的功率值；偏離標(biāo)稱功率的最大和最小變化值之差就是該時(shí)間段的增益變化，再計(jì)算輸出功率不穩(wěn)定度。90增益變化和功率穩(wěn)定度增益變化和功率穩(wěn)定度911dB1dB壓縮點(diǎn)壓縮點(diǎn)l1dB壓縮點(diǎn)例如一個(gè)射頻放大器，當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，其輸出與輸入可以保證線關(guān)系，輸入電平增加1dB，輸出相應(yīng)增加1dB，增益保持不變，隨著輸入信號(hào)電平的增加，輸入電平增加1dB，輸出將增加不到1dB，增益開始?jí)嚎s，增益壓縮1dB時(shí)的輸入信號(hào)電平稱為輸入1dB壓縮點(diǎn)，這時(shí)輸出信號(hào)電平稱為輸出1dB壓縮點(diǎn)。如下圖：92線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念931dB1dB壓縮點(diǎn)壓縮點(diǎn)94功分器功分器無源功分器無源功分器 接入損耗：接入損耗： 二功分

37、器二功分器 4dB4dB三功分器三功分器 6dB6dB四功分器四功分器 8dB8dB八功分器八功分器 12dB12dB十二功分器十二功分器 14dB14dB有源功分器有源功分器95KuKu頻段射頻系統(tǒng)工程實(shí)施方案頻段射頻系統(tǒng)工程實(shí)施方案96KuKu頻段射頻系統(tǒng)設(shè)備配置頻段射頻系統(tǒng)設(shè)備配置 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置 Ku頻段射頻系統(tǒng)配置1:1 Ku/140上變頻器、1:1高功放、1:2低噪聲放大器各一套和天伺饋跟系統(tǒng)一套。其中上變頻器系統(tǒng)和高功放系統(tǒng)配置1：2冗余切換開關(guān)，以備以后擴(kuò)容。 工作原理工作原理 Ku波段上行鏈路包括上變頻器、高功率放大器等。為了保證設(shè)備可靠工作，高功放、上變頻器均采用主備熱備

38、份工作方式，配置1：2冗余切換開關(guān)，以備以后接入其它設(shè)備。 上變頻器將數(shù)字基帶分系統(tǒng)送來的140MHz中頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為上行射頻信號(hào)后由高功放放大到系統(tǒng)需要的電平，再經(jīng)天線向目標(biāo)衛(wèi)星輻射出去，完成上行信號(hào)的發(fā)射。上行鏈路設(shè)置耦合口，供測試監(jiān)視。 Ku波段下行鏈路包括低噪聲放大器、射頻切換開關(guān)單元等。下行鏈路設(shè)置有注入口，以供測試監(jiān)視。97系統(tǒng)指標(biāo)系統(tǒng)指標(biāo)工作頻段上行：13.75GHz14.50GHz下行：10.95GHz12.75GHz上行發(fā)射系統(tǒng)EIRPEIRP84dBW14.25GHz下行接收系統(tǒng)G/T值G/T37.5dB/K12GHz （EL=100）98系統(tǒng)指標(biāo)系統(tǒng)指標(biāo)99發(fā)射子系統(tǒng)指標(biāo)發(fā)

39、射子系統(tǒng)指標(biāo)幅頻響應(yīng)優(yōu)于0.5dB（全頻段任何60MHz）發(fā)射功率穩(wěn)定度優(yōu)于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）發(fā)射增益穩(wěn)定度優(yōu)于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）發(fā)射增益平坦度優(yōu)于0.4dB（全頻段任何40MHz）發(fā)射增益斜率優(yōu)于0.04dB/MHz發(fā)射頻率穩(wěn)定度優(yōu)于110-8/天接收子系統(tǒng)指標(biāo)接收子系統(tǒng)指標(biāo)幅頻響應(yīng)優(yōu)于0.5dB（全頻段任何60MHz）接收增益穩(wěn)定度優(yōu)于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）增益平坦度優(yōu)于0.4dB（全頻段任何40MHz）增益斜率優(yōu)于0.04dB/MHz上變頻器上變頻器上變頻器的作用是把用戶終端設(shè)備送來的中頻信號(hào)上變頻至上行發(fā)射頻率送給高功放放大。上變頻器的基帶中頻為140MHz，上行發(fā)射頻率為14000MHz14500MHz。上變頻采用二次變頻方案，