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标题: 湖北卫星地球站12m天线的检测 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2007-11-5 20:19

作者: ssdcd 标题: 湖北卫星地球站12m天线的检测

本文讲述了湖北卫星地球站对12m卫星上行天线在提升速调管功放输出功率时，反射功率有时会急剧增加并导致速调管功放射频输出被抑制故障的检测过程，并针对检测结果采取的措施。　　由于湖北卫星地球站12m卫星上行天线曾经出现过提升速调管功放输出功率时，反射功率有时会急剧增加并导致速调管功放射频输出被抑制，湖北卫视节目传输中断的情况，我站于2007年3月与西安39所技术人员对12m整个天馈系统进行全面细致的测试，以发现12m整个天馈系统存在的问题。　　1 检测项目　　由于我站12m卫星上行天线出现的问题比较特别，在提升功率时有时反射功率正常，有时反射功率却突增至300W的反射功率门限，直接从现象很难判断问题出在哪儿，必须通过仪器对12m整个天馈系统进行全面细致的测试，才能找出产生问题的地方。因此检测项目包括以下几个方面。　　(1)整个天馈系统的驻波；　　(2)椭圆软波导的驻波和插入损耗；　　(3)3根矩型软波导的驻波和插入损耗；　　(4)含3根矩型软波导的天线系统驻波；　　(5)天线系统驻波；　　(6)天线方向图；　　(7)天线噪声温度;　　(8)喇叭罩。　　2 检测所用仪器　　本次检测所用仪器如表1所示，所有仪器均已经过严格的计量，并在其有效期内。　　表1 检测仪器　　序号仪器名称型号生产厂家　　1标量网络分析仪WIL54147AWILTRON公司　　2信号源 HP83752BHP公司　　3功率计HP437BHP公司　　4天馈线分析仪S820CANRITSU公司　　3 检测方法　　3.1 电压驻波比　　电压驻波比测试框图如图1所示。 　　图1 电压驻波比测试框图　　测试步骤如下。　　(1)如图1连接测试系统；　　(2)设置标量网络分析仪频率至测试频率，并使测试系统处于待测状态；　　(3)在扫频线的测试口接短路板，按标量网络分析仪的操作方法对测试系统进行标定； 　　(4)将被测端口接入测试系统，即可测得此端口的电压驻波比。　　3.2 插入损耗　　插入损耗测试框图如图2所示。　　图2 插入损耗测试框图　　测试步骤如下。　　(1)如图2连接测试系统；　　(2)按功率计的标校方法对功率计进行标校；　　(3)功率计与信号源直接对接，设置信号源输出频率至测试频率，记录此时功率计的读数A1dB；　　(4)将被测件的两个端口接入测试系统，记录此时对应频率功率计的读数A2dB，则被测件在此频率的插入损耗为L=A1-A2(dB)；　　(5)更换频率，测其它频率的插入损耗。　　3.3 天线辐射方向图　　天线辐射方向图测试框图如图3所示。　　图3 天线辐射方向图测试框图　　测试步骤如下。　　(1)如图3连接测试系统;　　(2)将被测天线对准卫星，同时使被测天线与卫星信标处于同极化状态，并使测试系统处于待测状态；　　(3)反时针偏离天线波束中心到-1°;　　(4)以此为起点，顺时针转动天线到+1°，同时用频谱仪记录所测结果;　　(5)从所测的天线辐射方向图中可以计算出天线的第一副瓣电平和3dB与10dB波束宽度。　　3.4 天线增益　　天线增益的测试现在通常采用3dB和10dB波束宽度法，测试步骤是先用天线辐射方向图测试方法，测出天线主瓣电平下降3dB和10dB时方位面和俯仰面的波束宽度。然后根据下式计算出天线增益。　　其中qA3、qE3和qA10、qE10分别为天线方位面和俯仰实际3dB和10dB波束宽度，Ls 为天线面精度损失，通常为0.15dB，Ll 为馈源损耗，通常为0.30dB。　　3.5 天线噪声温度　　天线噪声温度的测试框图如图4所示。　　图4 天线噪声温度测试框图　　测试步骤如下。　　(1)如图4连接测试系统；　　(2)转动波导开关，将常温负载与场放(LNA)相连；　　(3)设置频谱分析仪的中心频率为测试频率，并使频谱分析仪电平显示处于合适状态；　　(4)记录此时频谱分析仪所接收到的电平A1dB； 　　(5)转动波导开关，将被测天线与场放(LNA)相连，置被测天线的俯仰角至要测仰角，转动天线使频谱分析仪所接收到的电平最小。　　记录频谱分析仪此时所接收到的电平A2dB，则由下式可计算出此时的天线噪声温度：　　Y=10(A2-A1)/10　　Ta=(TLNA+273+t)Y-TLNA　　其中 Y为天线噪声温度的Y因子，TLNA 为场放(LNA)的噪声温度，t 为环境温度(℃)。　　4 检测过程　　针对12m卫星上行天线出现的提升速调管功放输出功率时，反射功率有时会急剧增加并导致速调管功放射频输出被抑制的问题，我站对12m天馈系统进行了如下检测。　　(1)测试了HPA口处天馈系统的电压驻波比，电压驻波比虽然在工作频率点比较好为1.18，但在整个频带比较大为1.65，且曲线振荡严重，不正常；　　(2)测试了矩型椭圆软波导的插入损耗，在整个工作频带，插入损耗小于1.45dB，正常；　　(3)测试了含3根矩型软波导的天线系统电压驻波比，结果小于1.36，正常；　　(4)测试了3根矩型软波导的插入损耗，在整个工作频带，插入损耗小于1.02dB，结果不正常；　　(5)更换馈源喇叭罩前，测试了天线系统电压驻波比，结果小于1.232，正常；　　(6)更换馈源喇叭罩前，测试了天线系统的噪声温度，结果为65.2K，正常；　　(7)由于馈源喇叭罩已经老化，更新了馈源喇叭罩，再次测试了天线系统电压驻波比，结果小于1.222，正常；　　(8)更新馈源喇叭罩后，再次测试了天线系统的噪声温度，结果为60.0K，正常；　　(9)在卫星信标上测试了天线的接收频段辐射方向图，第一副瓣电平小于-14.91dB，结果正常；　　(10)测试了天线在方位面和俯仰面的3dB和10dB波束宽度，并计算了天线的接收增益，结果正常；　　(11)由于3根矩型软波导已经老化，且不能工作在3kW功率，插入损耗较大，因此进行了更换，现在的矩型软波导最大功率容量3.3kW；　　(12)更换后的3根矩型软波导的插入损耗，在整个工作频带，插入损耗小于0.47dB，电压驻波比小于1.20，结果很好；　　(13)更换3根矩型软波导后，再次测试了天线系统电压驻波比，结果小于1.26，结果很好；　　(14)在HPA口处再次测试了天馈系统的电压驻波比，电压驻波比在工作频率点为1.14，在整个频带仍然比较大为1.65，曲线仍然振荡严重，还是不正常；　　(15)对12m卫星上行天线进行了大功率快速加载试验，最大试验功率2600W，天线在工作频率上工作正常；　　(16)再次测试了矩型椭圆软波导的插入损耗，在整个工作频带，插入损耗小于1.56dB，正常。但电压驻波比1.54，曲线振荡严重，不正常，这可能是导致发射馈线发射增加的原因。　　5 检测结果　　12m卫星上行天线现场测试结果如表2所示。　　项目维修前维修后　　整个频带工作频率整个频带工作频率　　天馈系统电压驻波比1.651.181.651.15　　椭圆软波导电压驻波比1.541.10　　椭圆软波导插入损耗1.45dB1.21dB1.56dB1.29dB　　3根软波导电压驻波比1.201.04　　3个软波导插入损耗1.02dB0.88dB0.46dB0.43dB　　天线系统电压驻波比(含矩型软波导)1.361.081.261.07　　天线系统电压驻波比1.231.061.221.04　　波束宽度方位3dB 0.37°方位10dB 0.62° 俯仰3dB 0.36°俯仰10dB 0.59° 天线增益 53.36dB(4.199625GHz)　　第一副瓣电平-14.91dB(4.199625GHz)　　天线系统噪声温度65.2K(4.034GHz)60.0K(4.034GHz)　　6 检测结果总结　　从本次检测结果可以看出：馈源喇叭罩和矩型软波导更换后，12m卫星上行天线方位软波导以上部分含天线本身已完全正常，各项性能指标完全符合使用要求。但椭圆软波导的性能不好，反射较大，在后续工作中进行了更换后，我站进行过多次提升速调管功放输出功率的实验，未出现过反射功率会急剧增加并导致速调管功放射频输出被抑制的情况。

时间: 2007-11-6 07:26

作者: 服务生

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