9米衛(wèi)星天線技術(shù)資料要點

1、9.0米電動衛(wèi)星通信天線WTX9.0-6/4 (14/12)型技術(shù)說明書貴州振華天通設(shè)備有限公司（4191廠）貴州振華天通設(shè)備有 限公司1、概述WTX9-6/4和WTX9-14/12型衛(wèi)星通信天線是一種具有四口線極化頻譜復(fù)用 饋源系統(tǒng)的9米改進型卡賽格倫天線系統(tǒng)。當(dāng)天線朝天時，天線的輪廓尺寸為小 9m< 10.3m。整個天線具有效率高、旁瓣低、使用維護方便、抗風(fēng)能力強、造形 美觀，剛性好，精度高的特點。廣泛用于C頻段和Ku頻段衛(wèi)星通信地球站。天線的主反射面均為實體鋁板結(jié)構(gòu)，主面直徑為9m,副面直徑為1.08m。立柱式座架的設(shè)計允許方位連續(xù)轉(zhuǎn)動 140o,俯彳卬從5o90o連續(xù)轉(zhuǎn)動。方位

2、軸和俯仰軸由馬達驅(qū)動，驅(qū)動速度為 0.03o/秒和0.1o/秒兩種。饋源系統(tǒng)的極化軸也由馬達驅(qū)動，驅(qū)動速度為1.5o/秒，轉(zhuǎn)動范圍為180o。步進跟蹤系統(tǒng)由室內(nèi)天線控制單元、室外馬達控制器、變頻器和信標(biāo)接收機 組成。軸角顯示分辨率為0.01o,跟蹤精度為0.06o,步進跟蹤系統(tǒng)能使天線隨時 準(zhǔn)確地對準(zhǔn)衛(wèi)星。本天線的外型圖見圖1.1。-1 -貴州振華天通設(shè)備有 限公司圖1.12、天線的主要技術(shù)參數(shù)天線主要技術(shù)參數(shù)與性能指標(biāo)項目名稱參數(shù)指標(biāo)WTX9.0-4/6WTX9.0-12/14C波段Ku波段接收發(fā)射接收發(fā)射一、電氣性能指標(biāo)1 .工作頻率(GHz )3.625 4.25.825 6.42510

3、.95 12.7514.00 14.502.增益(dB)50.153.259.260.43.駐波<1.25 1<1.25 114.波束寬度(-3dB)0.513 °0.359 °0.185 °0.159 °5 .天線噪 聲溫度(仰角10)37 ° K57° K(仰角20°)32 K48 ° K6. G/T 值(dB/K) (Tlna=60K)3038.4dB/K7.極化方式四端口或一端口線極化8.饋源插入損耗(dB)0.20.250.40|9.收發(fā)隔離度(dB)>8510.父叉極化隔離度(dB)&

4、gt;3511. A旁瓣(dB)-1412.廣角旁瓣符合CCIR-580-4標(biāo)準(zhǔn)13.功率容量(KW)5114.饋源接口CPR 229FCPR 137GWR-75WR-75二、機械性能指標(biāo)天線口徑9000 mm轉(zhuǎn)動 范圍方位±70°俯仰5° 90°跟蹤速度0.03 /S跟蹤精度0.06 /S三、環(huán)境特性1.工作風(fēng)速35m/s2.不破壞風(fēng)速55m/s3.環(huán)境溫度50oC +60oC4.雨降10cm/h5.陽光輻射1000kcal/h m26.相對溫度0%100%7.裹冰2.5cm8 .使用壽命：8年抗風(fēng) 能力保精度工作穩(wěn)態(tài)風(fēng)20m/s ,陣風(fēng)27m/s.降

5、經(jīng)度工作1穩(wěn)態(tài)風(fēng)25m/s ,陣風(fēng)30m/s ,降雨50mm/h.保全條件陣風(fēng)55m/s ,天線朝天鎖定.天線重量3500-2 -庭貴州振華天通設(shè)備有限公司三、天線的機械說明WTX9-6/4和WTX9-14/12型衛(wèi)星通信天線是一種改進型卡塞格倫天線系 統(tǒng)采用高精度實體反射面及立柱式座架。方位可連續(xù)轉(zhuǎn)動140 0 ,俯仰從5°到90 0連續(xù)轉(zhuǎn)動。方位軸和俯仰軸均可由馬達驅(qū)動，驅(qū)動速度均為0.03° /秒和0.1。/秒兩種，饋源套筒上裝有調(diào)整機構(gòu)，能使極化軸轉(zhuǎn)動土90 0極化軸也由馬達驅(qū)動，驅(qū)動速度為1.5° /秒。天線上裝有避雷裝置，限位保護裝置以及扶梯，工作平臺

6、等機構(gòu)，以便于 天線的安全使用。圖1.2貴州振華天通設(shè)備有 限公司1、主反射面主反射面口面直徑為9米，整個反射面面板采用30塊可調(diào)整的單塊面板組 成，分為內(nèi)外兩圈，外圈20塊，內(nèi)圈10塊。單塊面板由6=2mm的鋁 板經(jīng)蒙 皮拉伸成型，后面配有經(jīng)淬火成型的Z型鋁筋條。30塊單塊面板由20片輻射梁 組成的主力骨架支撐著。輻射梁采用鋼板沖制的槽型件制成， 單塊面板與輻射梁 之間有220個調(diào)整螺桿，以便天線安裝完畢后對整個反射面進行精調(diào)。輻射梁 固定在一個直徑為2米的中央圓筒上，形成一個強度很好的剛體。2、副面及其支撐裝置副反射面用6 =2mm的鋁板旋壓成型。簡單的副面調(diào)整機構(gòu)可對副面進行 軸向和橫向

7、的調(diào)整，整個副反射面由四根平橢圓管支撐， 支撐桿穿過主反射面的 面板連接到輻射梁上。3、饋源支撐調(diào)整裝置饋源支撐調(diào)整裝置一方面對饋源系統(tǒng)起支撐作用，另一方面又可對饋源系 統(tǒng)進行極化調(diào)整，調(diào)整的范圍為土 90° ,調(diào)整的方式有手動和電動兩種。4、座架天線座架系“圓筒推磨”式，該座架美觀大方，結(jié)構(gòu)簡單，可靠。整個座架主 要由一個直徑為4 760mm的立柱構(gòu)成，各種支耳，軸頭檢測標(biāo)準(zhǔn)均 焊于立柱上， 利用大型精密設(shè)備一次加工而成。5、方位,俯仰傳動機構(gòu)方位、俯仰傳動機均系二級圓柱齒輪副，一級蝸輪蝸桿以及一級螺旋副構(gòu)成的減速裝置組成。這種減速裝置的螺旋絲杠上的推拉力可達35噸。由于這種機構(gòu)本

8、身是自鎖的。故天線可以在任何位置上制動。減速器由具有兩種速度的電 動機驅(qū)動，在減速器的另一端備有一個手動搖把。6、基礎(chǔ)天線的基礎(chǔ)是為安裝固定天線而設(shè)計的，板形基礎(chǔ)的尺寸為6.7 X 6,7 >0,6立方米。整個基礎(chǔ)能保證天線在 60米/秒風(fēng)速的情況下確保安全?；A(chǔ)布置見圖3.1,基礎(chǔ)的具體設(shè)計由用戶負責(zé)，本廠將提供基礎(chǔ)預(yù)埋件， 本基礎(chǔ)對每一基礎(chǔ)的受力要求是（控制箱基礎(chǔ)除外）：貴州振華天通設(shè)備有 限公司抗壓力為30000kg抗拔力為25000kg抗剪力為20000kg要求基礎(chǔ)5年內(nèi)不均勻下沉不超過1mm?；A(chǔ)的四周要求有避雷邊線，邊線的走法由電力設(shè)計部門確定，要求整個 天線的接地電阻小于5

9、Q0基礎(chǔ)表面的平面度要求為 受3mm,基礎(chǔ)上的預(yù)埋螺栓定位尺寸要求誤差不得超 過及mm, A, B , C三基座的標(biāo)高在同一平面內(nèi)，誤差不得超過 ±1mm。今收發(fā)力臼 12仁產(chǎn)2177.S _ _ _皿一與一z 1廣F XT貨 1 Mt渭一根迪第奇丁圖3.1貴州振華天通設(shè)備有限公司7、輔助部分操作平臺天線立柱上安裝有約1.2平方米的操作平臺供有關(guān)工作人員使用，四周有護 攔，安全可靠。梯子操作平臺上懸掛著一個長約 2.0米的梯子供有關(guān)工作人員使用。雷電保護系統(tǒng)兩個避雷針用以保護天線，一個裝于主反射面的最高點，另一個裝在付反 射面支撐點上。天線本身可以看作最初通向地面的低阻抗通路。在方位

10、軸和俯仰 軸處跨接有接地銅帶，以免雷電襲擊時方位和俯仰軸出現(xiàn)熔焊現(xiàn)象。四、饋源系統(tǒng)該饋源系統(tǒng)為接收，發(fā)射均屬雙線頻譜復(fù)用的C波段饋源系統(tǒng)。接收工作頻 段為3.6254.2GHz ,發(fā)射工作頻段為 5.8506.425GHz。1、饋源系統(tǒng)的組該饋源系統(tǒng)由下述主要部分組成：a.波紋喇叭b.六通c.阻發(fā)濾波器d.魔Te.組合波導(dǎo)f.發(fā)射正交模耦饋源系統(tǒng)的方框圖見圖4.1為了防止潮氣和灰塵進入饋源系統(tǒng)內(nèi)，需要在饋源內(nèi)部維持一個干燥空氣 的正壓力。壓力的上限0 0.034個大氣壓。壓力過大時，充氣機的上限閥門工作， 充氣停止。而壓力低于下限時，下限閥門工作，充氣機進行充氣。2、波紋喇叭波紋喇叭具有一個電

11、場為零的電抗表面，喇叭中的 HEll混合模使之具有軸 對稱分布的口徑場，從而使波紋喇叭在寬頻帶內(nèi)具有等化性能良好的E-面和H-貴州振華天通設(shè)備有 限公司面方向圖，并具有低的旁辨和低的交叉極化。波紋喇叭的這些優(yōu)良性能，使其成 為衛(wèi)星通信地面站天線最理想的初級饋源。喇叭用鋁鑄體加工而成，喇叭口面用厚度為0.15mm的聚四氟乙稀薄膜密封，它可承受0.034個大氣壓的相對氣壓。3、頻譜復(fù)用網(wǎng)絡(luò)波紋喇叭與激勵段除外的饋源系統(tǒng)為頻譜復(fù)用網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)為雙線極化4口頻譜復(fù)用網(wǎng)絡(luò)。首先利用六通中的小口徑圓波導(dǎo)對接收頻段截止，對發(fā)射頻段高通的特性，以及六通上四個側(cè)臂口及四個側(cè)臂中的阻發(fā)濾波器對接收頻段的低 通特性

12、，將接收和發(fā)射兩種信號分開，然后，利用發(fā)射正交模耦合器，將發(fā)射信號分為水平信號和垂直信號，利用六通上四個側(cè)臂口的正交性及兩個接收魔T,將接收信號也分為水平信號和垂直信號，從而使該網(wǎng)絡(luò)既能接收水平與垂 直兩種正交的線極化接收頻段信號，又能產(chǎn)生水平與垂直兩種正交的線極化發(fā)射 頻段信號。該網(wǎng)絡(luò)的特點是縱向尺寸小，對需要裝配頻譜復(fù)用饋源的小口徑天線 特別有利。在該網(wǎng)絡(luò)中加上接收，發(fā)射兩個線圓極化變換器，即可使天線成為雙圓極 化頻譜復(fù)用網(wǎng)絡(luò)，以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，略加改進，即可變成獨具特色的雙圓兼雙線極化頻譜復(fù)用網(wǎng)絡(luò)。4、射頻波導(dǎo)接口饋源系統(tǒng)的射頻波導(dǎo)接口的極化狀態(tài)如圖 4.3所示，其中,C波段接收輸出口 (

13、Rx1,Rx2)為 BJ-40(WR-229)波導(dǎo)和 CPR-G229 法蘭，發(fā)射輸入口( Tx1 , Tx2) 為BJ-58 (WR-159)波導(dǎo)和CPR-G159法蘭；Ku波段見性能表。5、饋源系統(tǒng)的射頻性能典型的C波段饋源系統(tǒng)射頻性能如表4.1所示,下面對若干主要性能予以說 明。(1)電壓駐波比C波段饋源系統(tǒng)在接收和發(fā)射的要求頻帶內(nèi)的電壓駐波比(VSWR)將小于1.3: 1,典型的性能如表4.1所示。(2)端端隔離發(fā)射端口之間的隔離取決于發(fā)射正交模耦合器兩支路之間的正交性，保證貴州振華天通設(shè)備有 限公司值為30dB ,典型值為35dB。C波段接收端口之間的隔離由 4/6GHz六通的四個側(cè)

14、臂口的正交性所控制 此項隔離的最小值為30dBo發(fā)射端口與接收端口之間的隔離是由六通中的小口徑圓波導(dǎo)對接收頻段的 截止特性及組合臂中的阻發(fā)濾波器對接收頻段的低通特性所決定的，該項隔離至少為30dB,為進一步提高接收口對發(fā)射口的隔離，在兩條合成接收支路中，各 增加了一個阻發(fā)濾波器，以保證收發(fā)隔離度大于80dB。(3)交叉極化隔離天線的交叉極化主要由饋源喇叭的交叉極化所控制，該項指標(biāo)的軸向值優(yōu)于35dB,實際喇叭的軸向交叉極化隔離可達 38dB以上。五、天線的射頻性能1、天線的主、副反射面輪廓的電氣設(shè)計天線的主、副反射面輪廓是用現(xiàn)代最先進的方法進行設(shè)計的。為使天線其 有寬頻帶工作的特性，天線主、副

15、反射面輪廓是按通用的幾何光學(xué)法進行設(shè)計的。 為使天線既具有最高的天線效率， 又具有盡可能低的旁辨和天線噪聲溫度，利用特殊的方法對天線的增益、效率、全方向圖及噪聲溫度等諸電氣性能進行了全面 的理論估算，以便對天線的諸原始參數(shù)進行優(yōu)選，使之達到最佳設(shè)計狀態(tài)。所有的電氣設(shè)計計算都是在大容量高速電子計算機上進行的。如此獲得的光學(xué)幾何可用于C與Ku兩個頻段。天線的光學(xué)幾何如圖5.1所示。貴州振華天通設(shè)備有 限公司圖5.19米天線的光學(xué)幾何關(guān)系圖2、增益性能以饋源入口為參考面的天線總效率或增益取決于下述效率因子?！? :副反射器漏失效率“2 :主反射器漏失效率“3 :副反射器遮擋效率“4:支桿遮擋效率45

16、 : 口面照射效率46 :表面均方根誤差效率47 :饋源反射效率48 :饋源損耗效率C波段接收、發(fā)射頻段各種效率的理論估算結(jié)果示于表5.1和表5.23、天線次級方向圖特性天線的次級旁辨符合29-25log 9 dBi的包絡(luò)要求。貴州振華天通設(shè)備有限公司4、天線噪聲溫度以饋源輸入法蘭端面為參考面的天線噪聲溫度可主要地分為兩大部分，第一部分與天空亮溫度及天線旁辨有關(guān)， 天線亮溫度取決于工作頻角，由天線方向 圖引起的這部分天線噪聲溫度又可分為許多小部分。第二部分取決于饋源損耗和駐波，這一部分與天線的種類及天線的仰角無關(guān)。天線噪聲溫度各分量的理論估算列于表 5.3六、步進跟蹤系統(tǒng)步進跟蹤系統(tǒng)的具體論述

17、見9米天線伺服跟蹤系統(tǒng)使用說明書。七、天線的安裝與調(diào)整天線的安裝有整體吊裝和分件吊裝兩種方式。前者是指將天線反射體在地 面上組裝好，然后整體吊裝到天線座架上。后者是指當(dāng)天線頭整體吊裝有困難時， 采取分件按部就位的安裝方式。1、天線座的安裝參看圖7.1，把中央支座與基礎(chǔ)連接好，然后將立柱圓筒安裝于支座上，用兩根撐桿把立柱圓筒固定定位，再安裝操作平臺、梯子、方位傳動機構(gòu)、俯仰傳 動機構(gòu)及各種限位機構(gòu)。天線座各有關(guān)零部件的接口大致如圖7.2圖7.9示。安裝注意事項：安裝前要按基礎(chǔ)圖要求檢查基礎(chǔ)施工是否符合設(shè)計圖紙要求安裝時，要利 用立柱圓筒上的水平基準(zhǔn)平面放置框架水平儀進行測量。角度誤差要求小于20

18、。2、反射體的安裝采用分件吊裝的安裝方式時，需先將中央圓筒吊裝到立柱式座架上安裝好， 并調(diào)整到水平位置上。若是整體吊裝，則把中央圓筒水平放置于地面上。然后， 按工廠編號逐一安裝輻射梁、環(huán)梁以及第一圈面板、第二圈面板。注意：編號的順序是從主反射面正面鉛垂對稱軸的上方為起始點順時針進 行的，安裝時不得搞錯。主反射面安裝完畢后要進行調(diào)整， 精度o- < 0.5mm(r.m.s)。各單塊面板之間 的徑向與環(huán)向間隙為3mm ,最大縫隙處不得大于4mm。-10 -。貴州振華天通設(shè)備有限公司主反射體安裝并調(diào)整完畢后，再安裝饋源系統(tǒng)，饋源支承調(diào)整裝置及副反 射體裝置。見圖7.100副反射體的調(diào)整機構(gòu)用于保證副面的安裝位置正確?？v 向和橫向的調(diào)整量均為土 20mm。見圖7.11。注意：當(dāng)副反射體的位置調(diào)整好之后，需要把副面中間的軸向?qū)蚬苷{(diào)整 好，使副面的中心軸在導(dǎo)向管內(nèi)能滑動自如，以便天線測試需要時