周宏新，鄧鵬亮，吳芳偉

（北京航天控制儀器研究所，北京 100094）

0 引言

衛(wèi)星通信實際上也是一種微波通信，它以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)微波信號，在多個地面站及移動站之間進(jìn)行通信，以其自身的通信范圍大，通訊量大且不受地勢的影響被社會廣泛應(yīng)用。任何一條衛(wèi)星通信線路都包括發(fā)端和收端地面站、上行和下行線路以及通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。地面站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的一個重要組成部分。為了使衛(wèi)星地面站達(dá)到最佳通信效果，給出衛(wèi)星地面站安裝使用中常見故障及解決方案。

1 常見問題及解決方法

1.1 安裝位置不當(dāng)引起的問題

地面站的選址非常重要，由于目前常用的通信衛(wèi)星都是位于赤道上空的同步軌道衛(wèi)星，因此在我國所在的北半球進(jìn)行地面站建設(shè)選址要注意偏南方向建筑物對衛(wèi)星遮擋的問題，在衛(wèi)星朝向上不能有大型建筑物，尤其是在高緯度的地區(qū)影響更為嚴(yán)重；同時地面站安裝位置外界電磁干擾源不能大于衛(wèi)星通信的容忍限值，建站之前要進(jìn)行電磁干擾場強測量。

（1）地面站采用拋物面天線，天線口徑3 m，調(diào)整天線對星角度和極化角達(dá)到接收最佳狀態(tài)（信標(biāo)信號最強），但在測試的過程中有雜波干擾，出現(xiàn)畫面卡頓現(xiàn)象。

可能是地面站天線前面有遮擋，由于衛(wèi)星地面站采用的定向天線，且衛(wèi)星資源為對地靜止衛(wèi)星，因此天線朝向固定（指向衛(wèi)星方向），在天線與衛(wèi)星之間不能有大型障礙物遮擋，不然會造成天線接收信號受阻，影響衛(wèi)星傳輸質(zhì)量，嚴(yán)重的完全不能通信，因此要求天線接收衛(wèi)星信號時，地面站與衛(wèi)星之間不得有障礙物遮擋，天線安裝位置選址非常重要。

重新選擇避開遮擋的合適安裝位置。應(yīng)該避開高大的建筑物、大樹、廣告牌、通信基站等障礙物，應(yīng)當(dāng)滿足圖1所示。天線到衛(wèi)星的仰角α要比天線到阻擋物的遮蔽角ψ至少大5°以上，通常要求 10°左右。稱 α-ψ 為天線的凈空角。

圖1 安裝位置避開遮擋

（2）天線調(diào)整好對星角度后，天線接收信號忽高忽低，通信信號時斷時續(xù)。原因可能是衛(wèi)星天線誤選在其他微波傳輸路徑上，因而受到微波干擾。

重新選擇位置以避開微波干擾。為保證在干擾情況下，地球站仍能正常工作，一般要求干擾電平低于信號電平25 dB（對于電視信則應(yīng)低30 db以上）。在選擇站址時，必須要測量這些干擾源并調(diào)查其分布情況，確認(rèn)最大干擾電平低于允許值時才能建站，否則要采取一些措施（如屏蔽干擾信號），把干擾降至允許值以下。

1.2 天線固定不穩(wěn)引起的問題

由于衛(wèi)星通信采用的是定向天線（如拋物面天線等），在衛(wèi)星通信過程中天線要始終對準(zhǔn)同步軌道衛(wèi)星，如果天線指向出現(xiàn)偏差，就會造成通信質(zhì)量差或者不能通信等現(xiàn)象，更為嚴(yán)重者還會造成零星干擾引起糾紛。因此地面站建設(shè)時要注意地基要牢固，結(jié)構(gòu)件剛度要足夠，不能產(chǎn)生彈性或塑性變形，同時固定螺栓要進(jìn)行防松處理，避免在強風(fēng)口安裝地面站等。

（1）天線安裝好當(dāng)時沒有問題，經(jīng)過使用一段時間后信號傳輸質(zhì)量逐漸下降?？赡苁秋L(fēng)刮、震動等原因造成天線位置整體位移或饋源、仰角、方位移動使天線失調(diào)，因而接收質(zhì)量下降，嚴(yán)重時甚至接收不到信號。對天線的整體固定要采用膨脹螺栓或水泥地基等做可靠的防風(fēng)、防震固定。

（2）剛果金安德魯6.5 m天線剛安裝好后，當(dāng)時測試衛(wèi)星地面站天線工作正常，等進(jìn)行入網(wǎng)測試時發(fā)現(xiàn)天線傳輸質(zhì)量不合格，天線方向圖嚴(yán)重失調(diào)。因固定饋源的支架螺母松動，在入網(wǎng)時天線潰源不斷的晃動，使得信號質(zhì)量下降，造成天線方向圖不合格。對支架加固處理，上緊螺母，調(diào)整好饋源角度，重新測試方向圖恢復(fù)正常，通過入網(wǎng)測試。

1.3 饋線連接不好引起的問題

饋線是連接地面站天線和機柜設(shè)備的通信線纜，由于地面站大多建于高大建筑的頂層，與通信機房有一定距離，信號傳輸過程不可避免會受到線路干擾或者線路損耗（距離不能太遠(yuǎn)，如果傳輸距離過遠(yuǎn)需要采用光端機等中繼設(shè)備），同時線纜質(zhì)量以及接線插頭焊接質(zhì)量都會影響通信效果。

（1）地面衛(wèi)星站安裝后圖像時有時無，經(jīng)常有脈沖性雜波干擾。原因是同軸電纜接頭連接器芯線接觸不良或插接不緊密，導(dǎo)致供給高頻頭的直流電壓時有時無，因此造成以上現(xiàn)象。應(yīng)確保通信線纜質(zhì)量，購買質(zhì)量合格廠家線纜并仔細(xì)按規(guī)范焊接連接頭，確保線纜連通性能。

（2）天線安裝完成，所有的設(shè)備測試正常，但就是收不到信號。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)線路不通，施工人員在線纜敷設(shè)過程中猛拉硬拽，導(dǎo)致同軸電纜芯線斷裂。重新更換饋線仔細(xì)按規(guī)范敷設(shè)線纜，不要猛拉硬拽或另選走線方式。

1.4 設(shè)備操作失誤出現(xiàn)的問題

由于衛(wèi)星地面站設(shè)備的操作具有一定的專業(yè)性，對操作人員要求相對較高，需要具有一定的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)或者經(jīng)過建設(shè)廠家的專門培訓(xùn)，在衛(wèi)通設(shè)備使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)操作人員專業(yè)知識掌握不夠，造成誤操作導(dǎo)致通信故障，嚴(yán)重的還會損壞通信設(shè)備。

（1）中國移動衛(wèi)星地面站天線3 m，天線安裝完成，線路接好設(shè)備測試正常，調(diào)制解調(diào)器對星采用鎖定載波方式。調(diào)制解調(diào)器顯示已鎖住載波為7 db，開始與主站聯(lián)系測試，但是主站看不到地面站發(fā)射的載波。原因是地面站對錯衛(wèi)星鎖住的是他自己發(fā)的載波。應(yīng)把地面站的載波關(guān)掉重新對星。

（2）魯能海上項目衛(wèi)星采用點對點傳語音，船上為2.4 m天線設(shè)備有調(diào)制解調(diào)器、交換機、語音網(wǎng)關(guān)、電話機等設(shè)備。地面站天線4.5 m設(shè)備和船上一致。地面站和船上天線已設(shè)置好，設(shè)備調(diào)試好，開始互發(fā)載波測試傳語音，地面站和船上都能鎖住對方載波信號在10 db左右就是語音傳不過來，用電腦ping對方IP發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星鏈路不通。調(diào)制解調(diào)器版本不一致，里面設(shè)置參數(shù)不一樣，2個版本不兼容。按照廠家使用說明書進(jìn)行修改，或聯(lián)系廠家升級版本修改參數(shù)。

在實際售后服務(wù)過程中還出現(xiàn)過調(diào)制解調(diào)器、編解碼器、交換機、路由器及復(fù)用器等應(yīng)用設(shè)備參數(shù)設(shè)置引起的故障問題，在此就不一一列舉了。

2 結(jié)束語

衛(wèi)星地面站的常見故障可以歸納為結(jié)構(gòu)故障、設(shè)備故障、線路故障以及人為引起的故障，出現(xiàn)故障時，在沒有弄清楚原因和故障部位時，切忌急于拆卸、輕易替換、盲目調(diào)整，應(yīng)當(dāng)逐步進(jìn)行歸類，逐一排查，先易后難。平時維護(hù)衛(wèi)星地面站的硬件和軟件，減少故障的發(fā)生，確保衛(wèi)星站系統(tǒng)正常運行。

［1］馮偉.衛(wèi)星地面站常見故障處理及Ku高頻頭的選用［J］.西部廣播電視，2015（11）:207.

［2］路寬.衛(wèi)星地面站接收故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［C］.北京：北京交通大學(xué)，2013.

［3］楊春香，趙書倫，楊帆.現(xiàn)代應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用綜述［J］.導(dǎo)航與控制，2011，10（2）：75-78.