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微波通信工程中天线系统的校准技术

时间:01-10 来源:mwrf搜集整理 点击:

在微波通信中,对于天线方位角的校准,传统的方法是根据设计要求的角度,按经纬仪的指示来调整出天线的初始水平方位角和俯仰角度,然后两微波站的天线轮流上、下、左、右转动来捕捉对方的信号。1个天线有2个角度变量,即水平角和俯仰角,在两个微波站间的2个天线要求校准其方位角度,共有4个独立变量要校准。然而由于现场条件的限制,按经纬仪指示调整出来的方位角度与设计要求误差较大,给调整工作带来很大的困难,往往需要花上一两天的时间才能完成。

在微波通信工程实践中,我们总结以往经验,提出了"重锤线法"。所谓重锤线法,就是在天线口径平面前方,用1条细线挂上1个重锤,以重锤线作为基准线,调整天线的俯仰角,使天线口径平面与这条重锤线平行或重合,则天线就垂直于地平面,以此作为天线在垂直方向上的初始俯仰角。由于重锤线很细,天线口径平面较大,所以调整好的天线垂直度误差很小。这样就把两个天线的4个要调整的角度变量简化为各自的水平方位角了。

1 两微波站的天线-天线系统校准

用重锤线法把两个微波站的天线都调整到垂直位置后,固定天线垂直位置,两个天线同时来回转动各自的水平方位角,转动几个来回后,就有机会使两个天线指向互相平行,两个站的微波机就出现接收到对方信号的读数指示。此时,再对每个天线的俯仰、水平角度进行微调,使微波机收信指示达到最大为止,两个微波站的天线方位角度的校准便完成了。

2 两微波站的天线-反射板-天线系统校准

在天线-反射板-天线系统中,反射板也有2个可调角度,即俯仰角和水平方位角。在这个系统中共有6个独立可变角度参量要调整,是极其复杂的。传统的校准方法是根据设计要求的角度,按经方位角作为初始角度,然后,反射板每俯下一个小角度,天线就分别上、下、左、右来回转动,调整其俯仰、水平方位角,直到天线收到对方的信号再细调。由于现场条件限制,用经纬仪根据设计要求调整出来的初始角度与设计角度误差较大,在这样的复杂系统中,给校准带来了更大的困难。

如何将复杂系统的调整工作简化?用分段调整法。所谓分段调整法,就是把天线A-反射板B-天线C系统,分解为天线A-反射板B和反射板B-天线C这2个小系统,在反射板B下面,用1个便携式小天线接上1个便携式高灵敏度功率计作接收信号指示,来代替反射板B。这样,一个复杂的系统就分解成天线A—小天线及小天线—天线C这2个简单的小段了。

用重锤线法来调整长距离段,如天线A—小天线段,用天线A的微波机作信号源,小天线的功率计作接收场强指示,调整到功率计读数指示最大时,即天线A就被认为对准了反射板B。对于另一短距离小天线—天线C段,用天线C的微波机作信号源,小天线的功率计作为接收场强指示。此段距离近,可以望见,容易调整。待功率计的读数指示调到最大,即天线C也就对准了反射板B。然后再调整反射板B的角度,反射板从垂直位置开始,每俯下一个小角度,就在水平方向来回转动1次。在反射板的调整过程中,A,C两个天线就能收到对方发来的信号并在微波收信机上指示出来。最后再微调天线A、天线C和反射板B,待两个站的微波收信机指示达到最大为止,则整个天线-反射板-天线系统的水平、俯仰角度就校准好了。

3 调整实例

九峰—乐昌微波传输段,中间插入了反射板,如图1所示。

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用1个便携式、直径为1.2 m的小天线接上1个便携式能指示-65 dB的高灵敏度功率计放在反 射板下面。

调整步骤如下:

a)调整九峰—反射板段
用九峰站的微波发信机作为信号源,在反射板下面的小天线接功率计作接收场强指示。因为此段距离较远,用重锤线法进行调试,待功率计读数指示达到最大,则九峰站的天线就被认为是对准了反射板。

b)调整反射板—乐昌站段
因为此段距离近,用眼睛就能互相望到,所以调整就很容易。用乐昌站微波发信机作信号源(此时应关掉九峰站微波发信机的信号,以免小天线收到九峰站来的信号而对功率计读数指示造成干扰),在反射板下面的小天线接功率计作接收场强指示。调整两个天线,待功率计读数指示达到最大,则认为乐昌站天线对准了反射板。

c)调整反射板角度
用九峰站、乐昌站的微波收发信机作信号源和接收场强指示。
反射板从垂直位置开始,每俯下一个小角度,就在水平方向上转动1个来回。因为在上两个步骤中,九峰、乐昌站的天线均已对准了反射板,在调整过程中,反射板俯到某一个位置时,九峰、乐昌的微波收信机就能指示出接收到对方的信号。待两边的微波收信机的接收信号指示达到最大,反射板的俯仰、水平方位角就初步调整好了。

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