KU卫星系统日常调星过程

李洪郛

摘 要：KU卫星系统的室外设置主要包括：卫星天线和ODU。长时间受自然环境影响卫星天线可能出现偏移，导致KU节点无法正常工作。需要通过频谱仪对KU节点进行重新调星操作，恢复其正常工作。调星步骤主要为：对星调整、极化调整、功率调整。调星前必须与北京卫星网控中心和香港卫星公司联系，取得对方同意后方可进行调星操作。

关键词：KU卫星天线；频谱仪；调星

引言

KU卫星系统是民航空管“两地一空”通信保障体系中的一项重要组成部分，更是所有遥控台和机场所必须配备的传输设备之一。但KU卫星系统的室外设备直接安装在室外，经过长年的风吹雨淋，容易使其出现电缆接头松动、连接线缆老化、设备接口处密封不良、接口有流水痕迹和天线偏移等现象，无论出现哪种现象都会导致此KU节点无法正常工作。而天线偏移现象是影响KU节点正常运行的主要原因，更是最难排查的原因。当KU节点出现天线偏移时，需要维护人员到现场对此KU节点重新进行调星工作，尽快使其恢复正常通信工作。

1 准备工作

沈阳管制区内使用的KU节点的室外设备主要由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成，只有沈阳KU节点的室外设备主要由4.5米天线和EFDATA 80W ODU组成。当某KU节点出现天线偏移现象导致其无法正常使用时，需要对问题KU节点进行调星操作。操作前维护人员必须先与北京卫星控制中心和香港卫星公司联系，在对方同意此次调星操作并能够在我方调星过程中提供必要的人员配合后再进行其他调星准备。

调星准备：需要事先确定需要调星操作的KU节点室外设备所处的精确坐标和海拔高度、携带测量频率范围大于13GHZ的频谱仪及相关射频线缆、三通和隔直器、笔记本电脑及相关软件和监控线缆、鱼嘴钳等工具。

2 具体方案

现以室外设备由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成KU节点为例。此类KU节点室外设备使用的低噪声放大器为LNC。首先，用笔记本电脑连接ODU，使用室外单元监控软件将其射频接收频率由12706MHZ调为12253MHZ。其次，在LNC下连接频谱仪，但在频谱仪和LNC间必须连接隔直器，否则频谱仪会被LNC的直流电损坏，频谱仪接收L波段信标信号频率为1553MHz。然后，按照以下三个步骤依次进行调星操作。调星连接图，如图1所示：

图1 KU节点ANACOM 16W ODU调星连接图

2.1 对星调整

对星调整主要包括俯仰角和方位角的调整。俯仰角：指接收站天线仰望卫星的视线与水平面构成的夹角。方位角：指在接收点水平面上作一条接收站仰望卫星的视线的正投影线，从接收点的正北方开始，顺时针方向转到这条正投影线的角度。将三通头安装至ODU与LNC相连的端口上， 用射频线将LNC和三通头相连，再用射频线将三通头和隔直器相连，用射频线将隔直器连接至频谱仪，再用ODU监控线将ODU的RS232端口与监控电脑相连，通过电脑上的Anacom ODU监控软件，将ODU Up-Link一栏中的发射状态选择OFF，并将RX Channel项通过拉动滚动条更改为12253MHz，RX Gain项则通过拉动滚动条更改为100dB。各项更改完成后，将发射状态设为ON，再点击Save进行参数保存。

设置频谱仪参数如下： Center Frequency：1553MHZ，Span：50KHz，Amplitude：5dB/Div，RBW：1KHZ，VBW：100HZ。

一般情况下卫星室外天线受外界自然条件影响而导致俯仰角和方位角的偏移幅度不大，不需要大幅度的调整卫星天线。当设置好频谱仪后，操作人员需要一边调整天线的俯仰角螺栓，一边观察频谱仪上接收的信标信号强度值，反复调整俯仰角螺栓直到确认频谱仪上显示的信标信号强度值为最大值，再通过相同的方法调整方位角螺栓，直到频谱仪上显示信标信号强度也达到最大值，确认信标信号强度值达到要求后，固定俯仰角和方位角螺栓。

KU节点站室外天线的俯仰角和方位角可通过软件计算出准确角度值。对星调整工作完成后，3.7米天线接收信标信号强度应在40dB以上，4.5米天线接收信标信号强度应在43dB以上。

2.2 极化调整

极化角是通过调整天线双工器完成。在调整前维护人员与北京卫星网控中心和香港亚洲卫星公司工程师联系，亚洲卫星公司工程师分配用于发射单载波的频点，再由北京网控中心指定一个载波号。

维护人员先通过KU卫星室外监控软件将ODU的中心频率更改为单载波发射的KU波段射频频点，再打开KU卫星室内监控软件，进入“发射单载波”菜单项，进入发射单载波编辑模式，输入北京网控中心指定的载波号，并将此载波号的频率值设置为70000HZ，发射单载波。再次联系亚洲卫星公司工程师，请对方接收我方发射的单载波，观察我方的极化隔离度是否符合标准，如符合标准则不用调整本KU节点的极化角；如不符合标准，维护人员需要进行极化角度调整。

极化角调整方法为：先用活扳手旋松锁定双工器的固定螺母，维护人员在卫星公司工程师的指导下顺时针或逆时针旋转双工器，通过极化角度的调整使站点的极化隔离度达到卫星公司的要求，即极化隔离度达到30dB，当计划隔离符合标准后，维护人员锁紧双工器的固定螺母，并再次让卫星公司工程师确认站点极化隔离度达到要求。然后通过复位KU节点室内单元中MODEM板，关闭单载波。

2.3 功率调整

对星调整和极化调整完成后，维护人员通过KU卫星节点监控软件将ODU更改过的全部参数恢复成入原值，确认各项参数设置无误后，可复位Modem板并等待站点上线。KU卫星节点功率调整优化工主要由ODU的上行增益值、Modem板卡输出电平值和中频固定衰减器衰减值等三方面操作组成。而这三方面操作，可通过KU卫星节点的室外监控软件、室内监控软件和更换中频固定衰减器分别完成。发射功率调整方法：首先，联系北京卫星网控中心，告知对方要进行标定功率操作，由对方分配调制波（注：如调制波没有空闲，也能用单载波标定功率）。发射对方指定的调制波，北京卫星网控中心通过我方发射的調制波，确定我方设备发射功率的强弱。最后，配合北京卫星网控中心调整我方KU节点ODU的上行增益值和Modem板卡输出电平值，使发射功率值符合北京卫星网控中心的标准。接收功率调整方法：维护人员通过监控软件，更改ODU下行增益及直接更换中频固定衰减器衰减值使站点接收0号载波的功率值为-38dBm，则表示此KU节点接收功率符合标准。

3 结束语

能够熟练的掌握KU卫星系统日常调星过程，对其持续保障空管通信信号的稳定传输有着重要的作用，也为民航空管“两地一空”通信保障体系提供了强有力的基础。

参考文献

[1]吕海寰.卫星通信系统[M].人民邮电出版社.

[2]东北地区KU卫星通信网培训材料[Z].

[3]民航KU波段VSAT网国内培训[Z].

[4]手持式微波频谱分析仪用户手册[Z].