卫星通信4.5米(电动控制)CKu波段天线.doc

卫星通信4.5米（电动控制）C/Ku波段天线

安装使用与维护手册

无锡华信雷达工程有限责任公司
地址：江苏无锡锡陆路111号
电话：[phone]
邮编：214151

E-mail:huax@

目 录

1. 概述

2. 技术指标
2.1 电气性能
2.2 机械指标

3. 天线结构特征
3.1 主反射体
3.2 天线座架
3.3 天线付面组合
3.4 馈电系统
3.5 方位传动组合
3.6 俯仰传动组合

4. 基础要求

5. 安装前准备工作
5.1 安装工具的配备
5.2 设备检查
5.3 安装注意事项

6. 天线安装步骤
6.1 座架安装
6.2 反射体的安装
6.3 吊装
6.4 馈电系统的安装
6.5 付面组合的安装
6.6 调整安装尺寸
6.7 控制装置的安装

7. 伺服系统和天线的使用
7.1 伺服系统的操作使用
7.2 面板安排
7.3 现场调试的准备工作
7.4 现场调试步骤
7.5 按键操作及功能描述
7.6 天线指向调整
7.7 天线极化调整
7.8 注意事项

8. 天线的维护
8.1 紧固件的维护
8.2 馈电系统的维护
8.3 表面涂覆的维护

9. 天线装箱清单

1．概述
无锡华信雷达工程有限责任公司是生产军用雷达、卫星接收、卫星通信、微波通信天线的专业厂家，是原电子工业部首批定点企业。十余年来，“神广”牌各类天线已遍布全国各地，并远销东南亚等地，深受广大用户的青睐，成为国内外市场备受关注的知名品牌。
我公司用最先进的赋形理论和CAD技术开发的4.5米C/Ku波段环焦卫星通信天线，具有高增益、低旁瓣、低交叉极化、良好匹配等性能，完全满足国际标准。天线反射体采用了高精度蒙皮拉伸铆接成形的面板工艺，结构上不但科学合理，牢固可靠，其外形新颖、美观,是组建VAST站的理想天线。
2．技术指标
2.1 电气性能
2.1.1工作频率：

接收频率GHz
发射频率GHz
C波段
3.625～4.200
5.850～6.425
Ku波段
10.95～12.75
14.0～14.5
2.1.2 极化方式：线极化、圆极化、线/圆极化可切换。
2.1.3 天线增益（dBi）

接收
发射
C波段
43.9+20 lg (F/4)
47.1+20 lg (F/6)
Ku波段
53.2+20 lg (F/12)
54.2+20 lg (F/14)
2.1.4 天线旁瓣电平
第一副瓣：≤-14dB
广角旁瓣：满足CCIR-580-4要求
2.1.5 天线交叉极化隔离度
轴向≥35 dB 波束1dB点内≥33 dB
2.1.6 电压驻波比
接收≤1.25 发射 ≤1.25
2.1.7 网络损耗

接收
发射
C波段
≤0.15dB
≤0.10dB
Ku波段
≤0.25dB
≤0.2dB
2.1.8 收/发隔离≥85dB
天线仰角EL＝10°（晴、微风）时，
C波段TA：≤30°K ， Ku波段TA: ≤50°K
2.1.10 馈源功率容量≤1KW
2.1.11接口型式
C波段：接收：CPR-229G
　　　 发射：CPR-137G
　　　KU波段：收/发WR-75
2.2 机械指标
2.2.1 天线口径 D=4500mm
2.2.2 驱动方式 电动
2.2.3 天线调节范围
方位：±75°
俯仰：0°～ 90°
2.2.4 极化调整 ±90°
2.2.5 反射面精度
主反射面 б≤0.50mm (r.m.s)
副反射面 б≤0.15mm (r.m.s)
2.2.6 环境条件
a 抗风能力
保精度工作风速：20 m/s (阵风27 m/s)
不破坏风速：56 m/s
b 环境温度：-25℃～ 55℃
c 降雨量：100 mm/hr
d 相对湿度：100%
e 冰雪负荷： 15mm裹冰正常工作
30mm裹冰不破坏
f 天线抗震性能：水平 0.3g 垂直 0.15g
3. 天线结构特征：(见4.5米结构图示)
4.5米C/Ku波段天线由天线主反射体、座架、付反射面组合、馈电系统、方位传动组合、俯仰传动组合等六大部分组成。（见结构图示）
3.1 主反射体：
天线主反射体由一个中心筒、12块单片面板、12支片桁架和两种共24支连杆组装而成。
3.1.1 中心筒
中心筒是一个直径φ700 mm×高670 mm钢制焊接圆筒，它既是反射体的主要承力载体，又是天线座架和馈源系统连接的部件，同时中心筒内腔又为安装馈电系统和RF室外单元提供了有效的使用空间。
3.1.2 单块面板
面板是天线主反射体的关键部件，由拉伸的面板蒙皮和背部加强筋条在工装上铆接而成，蒙皮为厚度2mm铝板，骨架筋条为 [50×30×30×3的槽铝以及同规格的Z型铝和角铝。成形后面板精度高、刚性好。
3.1.3 片桁架
片桁架用来通过中心筒支撑和定位反射面板，由φ38×2.5的圆管呈桁架结构焊接而成。
3.1.4连杆
连杆是用来片桁架之间连接而用，通过它的连接使骨架强度增强，由Ф30×2的钢管压制而成。
3.2 天线座架
天线座架由中心立柱，两根撑腿和方位传动座三部份组成，用来支撑和调整整个反射体。
3.2.1 中心立柱
中心立柱由板厚为5mm钢板卷成φ400的圆筒，上部由槽钢焊接出与中心筒的配合结构，立柱管体上焊接和装配了与撑腿以及方位转动丝杆连接的支点。
3.2.2 撑腿
两根撑腿由φ80×3的钢管和钢板焊接而成，用来支撑中心立柱。
3.2.3 方位传动座
方位传动座用来安装方位传动组合，为钢板焊接件，安装时直接与基础固定。
3.3付反射面组合
付面组合由四根付面支撑杆、付面支架、付面、托板和4支调节丝杆组成。
3.3.1 付面支撑杆
用来通过反射面支撑付面支架和付面，由φ32的钢管焊接而成。
3.3.2 付面支架
付面支架由φ30×2钢管以及钢板拼焊而成，用来联接四根副面支撑杆。
3.3.3 付面
由铸铝精车而成，付面的精度要求（б≤0.15mm）将直接影响天线的使用效果，付面要注意妥善保护，以免损伤。
3.3.4 托板如图示,用来悬挂和固定副面。托板上的长形孔又可用来调节副面中心。
3.3.5 调节丝杆
4支调节丝杆（M12×125）用来联接付面，并通过M12螺母调节付面高度尺寸。
3.4 馈电系统
由波纹喇叭、圆波导、活动法兰、双工器四个部分组成。
3.5 方位传动组合
方位传动组合由方位传动箱座、传动丝杆、传动箱、电机，在电机转动下，通过传动箱，位移传动丝杆，推动立柱绕转动轴旋转，从而达到改变天线方位角度。
3.6 俯仰传动组合
类似方位传动组合,通过传动丝杆的位移,推动反射体绕俯仰轴旋转,从而达到改变天线俯仰角度。
4. 基础要求
用户应根据基础图在天线安装前12—15天做好基础，并保养，保养期间要将地脚螺栓露出的螺纹部分涂油包裹好，以防碰坏螺纹，影响安装。
5. 安装前准备工作
5.1 安装工具的配备
名 称
数量
名 称
数量
5.5×7双头板手
2
12寸活板手
1
10×12双头板手
2
5M钢卷尺
1
14×17双头板手
2
一字螺丝刀
1
17×19双头板手
2
0.22kg鎯头
1
5.2 设备检查
根据天线装箱清单检查设备是否齐全，确认无误后方可进行组装。
5.3 安装注意事项
A 所有零部件均要注意保护，要轻拿轻放，防止损伤。
B 进入天线内安装人员要穿软底鞋，且应站在背架支撑及面板筋条处，天线内要铺软泡沫板或其它软性衬垫，严禁在面板蒙皮上乱踩，以免造成面板变形或划伤表面。
6. 天线安装步骤
6.1 座架安装（见图一）
6.1.1 先清理基础表面杂物，除去地脚螺栓包裹物。
6.1.2抬起中心立柱（4—5人工或吊车）受位于中心四支地脚螺柱上，此时联接2根支杆（与立柱联接部位用M16×60一组紧固件），基础受位部位则分别用M24的螺母、φ24平垫、φ24弹簧垫依次并上，使立柱竖直，紧固支杆及立柱中心座处的螺母。
6.1.3 将方位传动组合的方位基座与基础固定。
6.1.4 将方位丝杆头部伸到立柱底部连接板下方，用销轴联接、紧固。此时立柱在电机不转情况下固定不动。
6.2 反射体的安装（见图二、图三）
　　反射体安装注意反射面拼装的不可互换性，必须对号入座，在中心筒、片桁架、面板、连杆上都有顺序钢印编号。
安排2人立于脚手架上，前后站立，一人负责在下面传递安装物件。
6.2.1 将中心筒放置在一平整的地面上，认清中心筒各处的钢印编号，将12片桁架依次与中心筒四周的联接孔联接（M10×20螺栓）。
6.2.2 将长短两种规格的连杆同样按编号连接在两片桁架之间的外圈和内圈(M8×20)。（见图二）
6.2.3 将12片反射面板依次按编号与片桁架联接，面板与片桁架以及面板与面板之间用M8×25的螺栓联接。（见图三）
6.3 吊装 （见图四）
在完成反射体拼装后, 可利用吊机将整块反射体吊起(钢缆可伸入中心筒中并挂牢),四周可用麻绳牵系,保证反射面不发生大翻转,吊起后,移至立柱正上方,慢慢下落,与立柱连接支耳配合,用销轴联接
6.4 馈电系统的安装（见图五、图六）
6.4.1 先在地面上联接波纹喇叭与圆波导，圆波导与圆波导，圆波导与活动法兰（C波段用M6×35，φ6平垫，φ6弹簧垫并紧，Ku波段选用M4×30一组紧固件）。此时要注意：波纹喇叭口面密封薄膜要完好无损，密封可靠；凡对接件中间一定要加密封圈。
6.4.2 将馈源调节管套入波纹喇叭配合处，用M4×16的螺栓拧紧。
6.4.3 将上步骤完成的整体再套入馈源筒中，调节管与馈源筒上端用M8×20的螺栓支顶紧。
6.4.4 将上述整体抬入反射体中央（人员进入反射体，最多两人），配合馈源筒下法兰与中心筒上法兰，用M12×40的螺栓，φ12平垫，φ12弹簧垫拧紧。
6.4.5 再从中心筒后面装上波导夹子（M4×10螺栓，φ4平垫）以固定圆波导件，然后装上双工器。（见图六）
6.5 付面组合的安装（见图六）
此时安装人员应进入反射体中央，注意最多两人，并注意保护，立脚处应在片桁架支撑，并铺有衬垫的地方。
6.5.1 先在地面上安装好托板、副面丝杆、副面，每根丝杆有3只M12螺母，2个特制垫片，1个φ12平垫圈。
6.5.2 将4支付面撑杆、副面支架以及上步骤完成的装配件运至反射体中央。
6.5.3 将4支撑杆带法兰一端与反射面联接，另一端与付面支架联接（M8×30螺栓，M8螺母，φ8平垫，φ8弹簧垫）并拧紧上述紧固件。
65.4 将装配好的副面联接到副面撑杆的四处弯角件,弯角件与托板的联接用M12×30的一组紧固件。
6.6 调整安装尺寸
6.6.1 付面高度及付面与中心体同心尺寸通过调节4支付面调节丝杆获得。
6.6.2 波纹喇叭口面高度通过调节馈源调节管获得。
7.伺服系统和天线的使用
天线的使用主要指天线的指向调整及极化面调整，以确保天线处于最佳工作状态。
7.1.伺服系统的操作使用
7.1.1 伺服系统的组成及工作原理
伺服系统的组成如框图所示，由天线控制器(内控箱)，控制柜(外控箱)，方位俯仰电机，限位装置，光电编码器组成。
7.1.2 工作原理及使用
7.1.2.1 伺服系统是采用开关式来改变电动机的转向，使天线做上下左右运动，同时显示天线的当前工作角度。
系统控制部分采用单片微处理机，当得到面板来的天线转动信号后，单片机输出天线转动信号给室外驱动单元，天线就向相应的方向运动，同时此方向的绿色指示灯点亮，当天线转动到软限位的设置值时，天线停止转动，红色指示灯点亮，此时天线只能向相反的方向转动。硬限位装置是串联在室内外控制信号线上，它为了在天线运行到极限位置时软限位失灵的情况下强制切断控制信号，保护天线不受机械损伤。
7.2面板安排
7.2.1天线控制器
7.2.1.1前面板

L5
L4
L3
L1
L2

(1)、L1为数码管显示部分：
方位角度和俯仰角度均为五位数码管显示。
方位角度显示范围：00.00～360.00，单位为“º”(角度)。此信号是天线的方位传感器信号经天线控制器转换成角度信号显示出来。精度为0.01º。其中：00.00º为正北方向。
俯仰角度显示范围：-180.00～+180.00，单位为“º”(角度)。此信号是天线的俯仰传感器信号经天线控制器转换成角度信号显示出来。精度为0.01º。其中：00.00º为水平方向。
(2)、L2为电源开关。
(3)、L3为方位运动控制键盘及方位运动指示灯和方位限位指示灯。
(4)、L4为俯仰运动控制键盘及俯仰运动指示灯和俯仰限位指示灯。
(5)、L5为设置键盘。用于设置方位和俯仰的初始值，方位和俯仰的软限位值及方位和俯仰软限位值的查看。
7.2.1.2后面板

J4
J3
J2
J1

(1)、J1为天线角度传感器信号电缆插座。9芯，连接与控制柜(外控箱)。具体定义如下：
1―――俯仰传感器信号1
2―――俯仰传感器信号2
3―――地线
4―――方位传感器信号1
5―――方位传感器信号2
6―――+12V
7―――地线
8―――地线
9―――+12V
（2）、J2为遥控接口。9芯，232接口。
（3）、J3为控制及限位接口。15芯，连接与控制柜(外控箱)。具体定义如下：
1―――左控制
2―――+12V
3―――右控制
4―――+12V
5―――+12V
6―――上控制
7―――+12V
8―――下控制
9―――左限位
10―――地线
11―――右限位
12―――地线
13―――上限位
14―――地线
15―――下限位
（4）、J4为天线控制器的电源插座。
电源要求：～220V ±10％
7.2.2控制柜（外控箱）
控制柜（外控箱）的结构为密封防水型。可以直接安装在立柱上。

K8

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7
（1）、K1为动力电源电缆。电源电压为～380V。使用电缆为三相四线。由用户提供。其中，零线要安全可靠。
（2）、K2为方位电机动力电缆。
（3）、K3为俯仰电机动力电缆。
（4）、K4为方位传感器信号和限位开关的接口。
（5）、K5为俯仰传感器信号和限位开关的接口。
（6）、K6为天线角度传感器信号电缆接口，连接与天线控制器。
（7）、K7为控制及限位接口，连接与天线控制器。
（8）、K8为控制开关用于外控柜直接控制天线上，下，左，右运动。
7.3现场调试的准备工作
天线控制器的调试在天线座、天线安装调试完毕后进行。调试前应做以下几件工作：
7.3.1检查天线控制器，控制柜及有关部件是否齐备、完好无损。
天线控制系统部件有：
a、天线控制器(内控箱)
b、控制柜(外控箱)
c、方位电机；方位角度传感器；方位限位开关
d、俯仰电机；俯仰角度传感器；俯仰限位开关
e、电缆：9芯电缆，2个9芯插头；15芯电缆，2个15芯插头
7.3.2供电电源需符合使用要求
a、天线控制器(内控箱)的供电要求：
单相市电：～220V ,50/60Hz 50W。
b控制柜(外控箱) 的供电要求：
三相四线制市电：～380V ,50/60Hz 1.5KW。
7.4现场调试步骤
7.4.1将天线控制器(内控箱)，控制柜(外控箱)等与天线座按下图连接。
天线控制器
～220V

控制箱

方位传感限位

俯仰传感限位
K5

方位电机
～380V K2

俯仰电机
K3

7.4.2操作控制柜(外控箱)的控制开关。具体方法如下：
a、将“本控”“遥控”开关转换到“本控”。
b、方位控制开关。
开关位于“左”，天线向左方向（东）运动。天线控制器(内控箱)的方位角度显示值减小。
开关位于“右”，天线向右方向（西）运动。天线控制器(内控箱)的方位角度显示值增大。
c、俯仰控制开关。
开关位于“上”，天线向上方向运动。天线控制器(内控箱)的俯仰角度显示值增大。
开关位于“下”，天线向下方向运动。天线控制器(内控箱)的俯仰角度显示值减小。
7.4.3如果天线运动方向与控制方向不一致（例如：开关位于“左”， 天线却向右方向运动；或开关位于“上”， 天线却向下方向运动），则应先将控制箱断电，再将对应电机三个接线端子的任意两根连线对调连接。
7.4.4如果天线控制器(内控箱)数码管显示的角度变化与天线运动方向不一致(例如：天线向左方向运动，显示角度却增大；或天线上方向运动，显示角度却减小)，则将对应传感器的白线和绿线对调连接。
7.4.5根据实际使用要求,调整方位和俯仰限位开关的位置。
7.4.6精确调整方位和俯仰角度传感显示的位置。
根据“本控”调试后的卫星目标，计算此时天线方位角和俯仰角的理论值。然后操作天线控制器(内控箱)的设置键盘，设置方位和俯仰的显示值，设置方法如下：
如：方位角度：206.7°；俯仰角度：49.8°
设置方位角度显示的步骤：
F1－1――2－0－6－.－7－确认
设置俯仰角度显示的步骤：
F2－1――2－2－9－.－8－确认
7.5按键操作及功能描述
天线控制器(内控箱)的按键共有20个。其功能有：天线方位及俯仰运动的控制；方位及俯仰角度显示初始值的设置；方位及俯仰软限位角度的设置；方位及俯仰软限位角度的查询等。
7.5.1方位及俯仰运动的控制（请将外控箱的“本控，遥控”开关转换到“遥控”）
“左控”键；“右控”键；“上控”键；“下控”键分别控制天线“左”；“右”；“上”；“下”方向运动。对应的工作指示灯（绿色）会点亮。如果对应的红色指示灯点亮，则说明天线运动到软限位的位置，天线运动停止。如果数码管显示“P―――” 则说明天线运动方向与控制方向不一致，天线运动停止。请更换～380V的相序。
7.5.2方位及俯仰角度显示初始值的设置
a、方位角度初始值设置：
按“F1”和“1”（数码管显示“H1---；0000”），然后按数字键（初始值）（数码管显示“H1---；数字”），最后按“确认”
b、俯仰角度初始值设置：
按“F2”和“1”（数码管显示“E1---；0000”），然后按数字键（初始值加180）（数码管显示“E1---；数字”），最后按“确认”
7.5.3方位及俯仰软限位角度的设置
方位软限位角度一般小于硬限位角度2～3°。俯仰软限位角度一般在－5°～90°范围内。
a、方位软限位角度设置
左限位：按“F1”和“2”（数码管显示“H2---；0000”），然后按左限位值数字键（数码管显示“H2---；数字”），最后按“确认”
右限位：按“F1”和“3”（数码管显示“H3---；0000”），然后按右限位值数字键（数码管显示“H3---；数字”），最后按“确认”
b、俯仰软限位角度设置
上限位：按“F2”和“2”（数码管显示“E2---；0000”），然后按数字键（上限位值加180）（数码管显示“E2---；数字”），最后按“确认”
下限位：按“F2”和“3”（数码管显示“E3---0000”），然后按数字键（下限位值加180）（数码管显示“E3---；数字”），最后按“确认”
7.5.4方位及俯仰软限位角度的查询
按“F3”查询方位软限位角度值。数码管显示“左限位值；右限位值”。
按“F4”查询俯仰软限位角度值。数码管显示“上限位值；下限位值”
查询完毕后，请按“确认”键退出。
7.6天线指向调整
7.6.1用户首先应根据本站、俯仰角数据调整天线仰角。通过起动俯仰传动组合改变天线仰角，参照仰角刻度盘，初步调好俯仰角。
7.6.2根据本站方位角数据，通过起动方位传动组合旋转中心立柱，获得反射体方位角。
7.6.3根据电气要求，反复细调方位、俯仰角度直至信号最佳。
7.7天线极化调整
极化调整是通过馈源连接座与馈源之间的相对运动获得。
7.8注意事项
7.8.1严禁超出天线调整范围进行调整，否则会损坏零部件。
7.8.2调整完毕后，应锁紧所有调整紧固件。
8. 天线的维护
8.1 紧固件的维护
天线系统是由几大部分用螺栓连接而成，螺栓连接的好坏，不仅影响整个系统的性能，有时甚至影响到整个系统的寿命，所有连接部位的紧固件要定期检查，特别是经大风等冲击振动后均要仔细检查，发现松动处要及时拧紧，有损坏或脱落时要及时用相同规格的紧固件更换。
8.2 馈电系统维护
馈电系统要严防潮气和雨水进入，一旦发现要及时排除，波纹喇叭口面薄膜一旦损坏要及时更换。馈电系统各件如有变形和损坏，要更换。
8.3 表面涂覆维护
天线结构系统所有外露表面均涂覆保护，不仅仅是装饰层，主要是为了提高金属在自然环境下的抗锈蚀能力，延长天线使用寿命，因此，对涂层破损处要及时补涂白色醇酸磁漆。
9. 天线物件清单
天线物件清单及附紧固件清单见表。

通信电动4.5米装箱清单

装入内容
数量
紧固件清单

名称
规格
数　量
C
Ku
面板箱
反射面板
12片
六
角
螺

栓
M4×16
4
4
片桁架箱
片桁架
12
M4×25
/
40
支架
1
M4×30
/
8
连杆（长）
12
M6×30
72
/
连杆（短）
12
M8×20
48
48
付面撑杆
4
M8×25
192
192
馈源筒
馈源筒
1
M 8×30
24
24
调节管
1
M10×20
48
48
波导管
2
M10×25
6
6
中心筒
中心筒
1
M16×60
8
8
螺
母
M4
/
48
波导箱
波导管
1组
M6
72
/
馈源
取1
M8
264
264
付面
1
M16
8
8
付面丝杆
4付
平
垫
φ4
/
52
托板
1
φ6
72
/
密封圈
取1组
φ8
480
480
紧固件
1袋
φ10
54
54
跟踪系统配件
1套
φ16
8
8

弹
垫
φ4
/
52
基础箱
地脚螺栓
16付
φ6
72
/
地基板
4块
φ8
216
216
立柱组件
立柱（含俯仰传动）
1
φ10
54
54
方位组件
方位传动组合
1
φ16
8
8
支杆组件
支杆
2
圆
锥
销
φ6×25
60
60
支杆座
2

17