卫星地面站的常见问题及解决方法

周宏新，邓鹏亮，吴芳伟

（北京航天控制仪器研究所，北京 100094）

0 引言

卫星通信实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站及移动站之间进行通信，以其自身的通信范围大，通讯量大且不受地势的影响被社会广泛应用。任何一条卫星通信线路都包括发端和收端地面站、上行和下行线路以及通信卫星转发器。地面站是卫星通信系统中的一个重要组成部分。为了使卫星地面站达到最佳通信效果，给出卫星地面站安装使用中常见故障及解决方案。

1 常见问题及解决方法

1.1 安装位置不当引起的问题

地面站的选址非常重要，由于目前常用的通信卫星都是位于赤道上空的同步轨道卫星，因此在我国所在的北半球进行地面站建设选址要注意偏南方向建筑物对卫星遮挡的问题，在卫星朝向上不能有大型建筑物，尤其是在高纬度的地区影响更为严重；同时地面站安装位置外界电磁干扰源不能大于卫星通信的容忍限值，建站之前要进行电磁干扰场强测量。

（1）地面站采用抛物面天线，天线口径3 m，调整天线对星角度和极化角达到接收最佳状态（信标信号最强），但在测试的过程中有杂波干扰，出现画面卡顿现象。

可能是地面站天线前面有遮挡，由于卫星地面站采用的定向天线，且卫星资源为对地静止卫星，因此天线朝向固定（指向卫星方向），在天线与卫星之间不能有大型障碍物遮挡，不然会造成天线接收信号受阻，影响卫星传输质量，严重的完全不能通信，因此要求天线接收卫星信号时，地面站与卫星之间不得有障碍物遮挡，天线安装位置选址非常重要。

重新选择避开遮挡的合适安装位置。应该避开高大的建筑物、大树、广告牌、通信基站等障碍物，应当满足图1所示。天线到卫星的仰角α要比天线到阻挡物的遮蔽角ψ至少大5°以上，通常要求 10°左右。称 α-ψ 为天线的净空角。

图1 安装位置避开遮挡

（2）天线调整好对星角度后，天线接收信号忽高忽低，通信信号时断时续。原因可能是卫星天线误选在其他微波传输路径上，因而受到微波干扰。

重新选择位置以避开微波干扰。为保证在干扰情况下，地球站仍能正常工作，一般要求干扰电平低于信号电平25 dB（对于电视信则应低30 db以上）。在选择站址时，必须要测量这些干扰源并调查其分布情况，确认最大干扰电平低于允许值时才能建站，否则要采取一些措施（如屏蔽干扰信号），把干扰降至允许值以下。

1.2 天线固定不稳引起的问题

由于卫星通信采用的是定向天线（如抛物面天线等），在卫星通信过程中天线要始终对准同步轨道卫星，如果天线指向出现偏差，就会造成通信质量差或者不能通信等现象，更为严重者还会造成零星干扰引起纠纷。因此地面站建设时要注意地基要牢固，结构件刚度要足够，不能产生弹性或塑性变形，同时固定螺栓要进行防松处理，避免在强风口安装地面站等。

（1）天线安装好当时没有问题，经过使用一段时间后信号传输质量逐渐下降。可能是风刮、震动等原因造成天线位置整体位移或馈源、仰角、方位移动使天线失调，因而接收质量下降，严重时甚至接收不到信号。对天线的整体固定要采用膨胀螺栓或水泥地基等做可靠的防风、防震固定。

（2）刚果金安德鲁6.5 m天线刚安装好后，当时测试卫星地面站天线工作正常，等进行入网测试时发现天线传输质量不合格，天线方向图严重失调。因固定馈源的支架螺母松动，在入网时天线溃源不断的晃动，使得信号质量下降，造成天线方向图不合格。对支架加固处理，上紧螺母，调整好馈源角度，重新测试方向图恢复正常，通过入网测试。

1.3 馈线连接不好引起的问题

馈线是连接地面站天线和机柜设备的通信线缆，由于地面站大多建于高大建筑的顶层，与通信机房有一定距离，信号传输过程不可避免会受到线路干扰或者线路损耗（距离不能太远，如果传输距离过远需要采用光端机等中继设备），同时线缆质量以及接线插头焊接质量都会影响通信效果。

（1）地面卫星站安装后图像时有时无，经常有脉冲性杂波干扰。原因是同轴电缆接头连接器芯线接触不良或插接不紧密，导致供给高频头的直流电压时有时无，因此造成以上现象。应确保通信线缆质量，购买质量合格厂家线缆并仔细按规范焊接连接头，确保线缆连通性能。

（2）天线安装完成，所有的设备测试正常，但就是收不到信号。经检查发现线路不通，施工人员在线缆敷设过程中猛拉硬拽，导致同轴电缆芯线断裂。重新更换馈线仔细按规范敷设线缆，不要猛拉硬拽或另选走线方式。

1.4 设备操作失误出现的问题

由于卫星地面站设备的操作具有一定的专业性，对操作人员要求相对较高，需要具有一定的专业技术基础或者经过建设厂家的专门培训，在卫通设备使用过程中经常出现操作人员专业知识掌握不够，造成误操作导致通信故障，严重的还会损坏通信设备。

（1）中国移动卫星地面站天线3 m，天线安装完成，线路接好设备测试正常，调制解调器对星采用锁定载波方式。调制解调器显示已锁住载波为7 db，开始与主站联系测试，但是主站看不到地面站发射的载波。原因是地面站对错卫星锁住的是他自己发的载波。应把地面站的载波关掉重新对星。

（2）鲁能海上项目卫星采用点对点传语音，船上为2.4 m天线设备有调制解调器、交换机、语音网关、电话机等设备。地面站天线4.5 m设备和船上一致。地面站和船上天线已设置好，设备调试好，开始互发载波测试传语音，地面站和船上都能锁住对方载波信号在10 db左右就是语音传不过来，用电脑ping对方IP发现卫星链路不通。调制解调器版本不一致，里面设置参数不一样，2个版本不兼容。按照厂家使用说明书进行修改，或联系厂家升级版本修改参数。

在实际售后服务过程中还出现过调制解调器、编解码器、交换机、路由器及复用器等应用设备参数设置引起的故障问题，在此就不一一列举了。

2 结束语

卫星地面站的常见故障可以归纳为结构故障、设备故障、线路故障以及人为引起的故障，出现故障时，在没有弄清楚原因和故障部位时，切忌急于拆卸、轻易替换、盲目调整，应当逐步进行归类，逐一排查，先易后难。平时维护卫星地面站的硬件和软件，减少故障的发生，确保卫星站系统正常运行。

［1］冯伟.卫星地面站常见故障处理及Ku高频头的选用［J］.西部广播电视，2015（11）:207.

［2］路宽.卫星地面站接收故障诊断系统的设计与实现［C］.北京：北京交通大学，2013.

［3］杨春香，赵书伦，杨帆.现代应急卫星通信系统应用综述［J］.导航与控制，2011，10（2）：75-78.