梁積晶 蒙青屏 覃贊鋒

（廣西廣播電視地球站）

一、引言

衛(wèi)星發(fā)射天線作為衛(wèi)星地球站關(guān)鍵的播出設(shè)備，是衛(wèi)星地球站正常運(yùn)行的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。天線是否能夠正常工作，其控制系統(tǒng)起著非常重要的作用。天線控制系統(tǒng)最主要的作用，就是保證天線能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地對準(zhǔn)特定的衛(wèi)星。

二、系統(tǒng)的原理

廣西廣播電視地球站使用6米衛(wèi)星發(fā)射天線作為備用發(fā)射天線，其天線控制系統(tǒng)（ACS）適用于交流電機(jī)驅(qū)動的兩軸中小型C波段衛(wèi)星通信地球站和衛(wèi)星電視單收站的自動控制。天線控制系統(tǒng)主要包括天線驅(qū)動單元（ADU）、天線控制器單元（ACU）、信標(biāo)機(jī)、天線角度傳感器（旋轉(zhuǎn)變壓器）、交流電機(jī)及限位保護(hù)裝置等。如下圖1天線控制系統(tǒng)示意圖。

ADU（天線控制單元）的功能是控制方位、俯仰及極化三個電機(jī)驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動。ADU控制方式有兩種，一種是LOC（本地）控制，一種是ACU（天線控制單元）控制。LOC本地控制，是通過按鍵，發(fā)送控制指令直接驅(qū)動天線方位、俯仰及極化三個電機(jī)工作。ACU天線控制方式，是通過ACD天線控制編碼向ADU發(fā)送指令，通過ADU來實現(xiàn)驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動。

ACU是整個跟蹤控制系統(tǒng)的核心。它根據(jù)天線方位（AZ）、俯仰（EL）和極化（POL）傳感器的電壓，通過換算后，顯示天線實時方位角度、俯仰角度、極化角度；根據(jù)面板操控鍵盤的狀態(tài)、跟蹤接收機(jī)的收到的衛(wèi)星信標(biāo)電平及天線狀態(tài)產(chǎn)生控制命令，送到ADU，并把ADU送來的狀態(tài)（限位、系統(tǒng)故障等）顯示出來。

圖1 天線控制系統(tǒng)示意圖

圖2 ADU控制面板

三、系統(tǒng)的基本操作

（一）ADU操作說明

ADU的功能是控制方位、俯仰有極化電機(jī)驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動，ACU對天線的控制也要通過ADU來實現(xiàn)。ADU前面板如下圖2。

1.控制開關(guān)（ACU/LOC）

按下ACU/LOC按鍵，LOC燈亮，ADU處于本地控制方式，通過ADU面板上的開關(guān)可以手動控制天線在方位、俯仰方向、極化方向上轉(zhuǎn)動。釋放ACU/LOC按鍵，ADU處于ACU控制方式，ADU在ACU的控制下驅(qū)動天線轉(zhuǎn)動。

2.轉(zhuǎn)向控制開關(guān)（CW、CCW、UP、DOWN、PCW、PCCW）

按下CW、CCW、UP、DOWN開關(guān)，天線向相應(yīng)方向轉(zhuǎn)動。開關(guān)抬起，該方向停轉(zhuǎn)。各開關(guān)表示為：CW－天線方位順時針轉(zhuǎn)動；CCW－天線方位逆時針轉(zhuǎn)動；UP－天線上揚(yáng)；DOWN－天線往下；PCW－極化角順時針轉(zhuǎn)動；PCCW－極化角逆時針轉(zhuǎn)動。

（二）ACU簡單操作說明

ACU在待機(jī)（STANDBY）狀態(tài)下，LCD顯示如下圖3。

ACU通過接收位置狀態(tài)旋轉(zhuǎn)變壓器、信標(biāo)機(jī)等設(shè)備的信號，在LCD顯示屏上顯示了天線實時角度（AZ和EL）、信標(biāo)跟蹤接收機(jī)信號電平（signal level）。在STANDBY狀態(tài)，同時給出ACU操作菜單，分別按1、2、3、4、5，可使ACU進(jìn)入相應(yīng)的操作模式。

1.手動模式

在STANDBY狀態(tài)下，按1，ACU進(jìn)入手動模式，如下圖4。

在手動模式，且ADU在ACU控制下，按鍵盤上CW、CCW、UP或DOWN按鍵，可以控制天線在CW、CCW、UP或DOWN方向上轉(zhuǎn)動。要使天線停止轉(zhuǎn)動，只要再按一下相應(yīng)的按鍵即可。當(dāng)天線轉(zhuǎn)到限位位置時（開關(guān)限位或者軟件限位），天線停轉(zhuǎn)，相應(yīng)的限位指示在限位狀態(tài)（limit status）項中顯示，同時蜂鳴器發(fā)出“滴滴”叫聲，以提醒操作者注意。

按EXIT鍵，ACU退出手動模式，返回待機(jī)狀態(tài)。

2.跟蹤模式

在STANDBY狀態(tài)下，按鍵盤“2”，ACU進(jìn)入跟蹤模式，ACU會根據(jù)信號大小，自動調(diào)整天線位置至最佳狀態(tài)。如下圖5。

顯示“TRACK”表示ACU當(dāng)前處于跟蹤模式；當(dāng)前跟蹤狀態(tài)有三種：waitting—信號高于啟動門檻，天線不跟蹤；tracking—天線正在跟蹤衛(wèi)星；signal low—信號低于保護(hù)門檻，天線不跟蹤。按EXIT鍵，ACU退出跟蹤模式，返回待機(jī)狀態(tài)。

圖3 ACU顯示面板

圖4 ACU手動模式

四、天線控制系統(tǒng)（ACS）故障及處理方法

（一）故障現(xiàn)象：ACU顯示天線方位角度不正常，有跳變情況

故障分析及處理方法：ACU顯示天線方位角角度數(shù)值大范圍跳變，同時有方位角限位告警，而下行監(jiān)測接收信號正常，觀看天線角度實際位置固定不變，應(yīng)該是方位角檢測出了問題。首先檢查ACU方位角輸入信號接口是否接觸良好，有無短路或者斷路情況，再檢查輸入信號線纜，最后檢查旋轉(zhuǎn)變壓器。檢查后發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓不穩(wěn)定，由此判定為旋轉(zhuǎn)變壓器發(fā)生故障，拆出后測量各接點(diǎn)電阻有變化，因此造成角度位置的轉(zhuǎn)換電平不穩(wěn)，使ACU的A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出數(shù)據(jù)出現(xiàn)大范圍跳變。更換后，天線方位角指示正常。

（二）故障現(xiàn)象：ACU限位告警，天線位置實際上沒到限位位置

故障分析及處理方法：ACU限位告警，清除告警無效。經(jīng)檢查天線俯仰角和方位角還在正常位置，并沒到限位位置。首先檢查軟限位設(shè)置，發(fā)現(xiàn)設(shè)置合理。再檢查ACU限位輸入信號接口是否接觸良好，有無短路或者斷路情況，發(fā)現(xiàn)接口端接觸良好。再用萬用表測量對應(yīng)限位開關(guān)ACU接口，測量出該接口開路，說明限位開關(guān)故障或者信號線纜有開路。在天線底部測量限位開關(guān)的兩頭，發(fā)現(xiàn)限位開關(guān)正常工作，由此判定為中間線纜有開路現(xiàn)象。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)線纜在一拐角處斷開。將線纜重新焊接好，故障解決。

（三）故障現(xiàn)象：ACU面板顯示變暗，無法看清參數(shù)數(shù)值

故障分析及處理方法： ACU面板顯示變暗，可能面板顯示屏故障，拆開后用萬用表測量其供電電壓，小于正常+5Vdc，在4.8V左右跳動，同時檢查其故障記錄，有電源DC故障記錄，同時設(shè)定的衛(wèi)星信標(biāo)頻率在電源重啟后自動跳變到默認(rèn)數(shù)值，可判斷ACU電源有故障，拆開ACU電源，測量各濾波電容、變壓器和控制芯片，發(fā)現(xiàn)220V交流濾波電容容量變小，更換后上電測量輸出直流電壓正常，上機(jī)后整機(jī)工作正常。

五、結(jié)束語

天線控制系統(tǒng)關(guān)系著天線的正常工作，雖然在平時工作過程中操作次數(shù)并不多，但是在測試或轉(zhuǎn)星過程中有著非常重要的作用，因此對系統(tǒng)的了解是十分必要的。通過上三例故障分析，故障點(diǎn)多是發(fā)生在室外，這就要求我們在平時工作中，及時對故障顯示告警進(jìn)行處理，要加強(qiáng)對室外設(shè)備的巡查工作，盡量能做到隱患早發(fā)現(xiàn)、早處理，保障廣播電視衛(wèi)星信號安全播出。

圖5 ACU跟蹤模式