朱昭文
（廣東省電力通信有限公司，廣東廣州510600）
摘 要：在微波通信中，天線方位角的校準(zhǔn)通常采用經(jīng)緯儀法，存在誤差大、效率低的缺點。為此，提出重錘線法，使天線－天線系統(tǒng)角度的校準(zhǔn)變得簡易。在天線－反射板－天線系統(tǒng)校準(zhǔn)中，提出采用分段調(diào)整法，簡化了系統(tǒng)的調(diào)整過程。
關(guān)鍵詞：重錘線法；分段調(diào)整法；天線方位角
在微波通信中，對于天線方位角的校準(zhǔn)，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)設(shè)計要求的角度，按經(jīng)緯儀的指示來調(diào)整出天線的初始水平方位角和俯仰角度，然后兩微波站的天線輪流上、下、左、右轉(zhuǎn)動來捕捉對方的信號。1個天線有2個角度變量，即水平角和俯仰角，在兩個微波站間的2個天線要求校準(zhǔn)其方位角度，共有4個獨立變量要校準(zhǔn)。然而由于現(xiàn)場條件的限制，按經(jīng)緯儀指示調(diào)整出來的方位角度與設(shè)計要求誤差較大，給調(diào)整工作帶來很大的困難，往往需要花上一兩天的時間才能完成。
在微波通信工程實踐中，我們總結(jié)以往經(jīng)驗，提出了“重錘線法”。所謂重錘線法，就是在天線口徑平面前方，用1條細(xì)線掛上1個重錘，以重錘線作為基準(zhǔn)線，調(diào)整天線的俯仰角，使天線口徑平面與這條重錘線平行或重合，則天線就垂直于地平面，以此作為天線在垂直方向上的初始俯仰角。由于重錘線很細(xì)，天線口徑平面較大，所以調(diào)整好的天線垂直度誤差很小。這樣就把兩個天線的4個要調(diào)整的角度變量簡化為各自的水平方位角了。
1 兩微波站的天線－天線系統(tǒng)校準(zhǔn)
用重錘線法把兩個微波站的天線都調(diào)整到垂直位置后，固定天線垂直位置，兩個天線同時來回轉(zhuǎn)動各自的水平方位角，轉(zhuǎn)動幾個來回后，就有機(jī)會使兩個天線指向互相平行，兩個站的微波機(jī)就出現(xiàn)接收到對方信號的讀數(shù)指示。此時，再對每個天線的俯仰、水平角度進(jìn)行微調(diào)，使微波機(jī)收信指示達(dá)到最大為止，兩個微波站的天線方位角度的校準(zhǔn)便完成了。
2 兩微波站的天線－反射板－天線系統(tǒng)校準(zhǔn)
在天線－反射板－天線系統(tǒng)中，反射板也有2個可調(diào)角度，即俯仰角和水平方位角。在這個系統(tǒng)中共有6個獨立可變角度參量要調(diào)整，是極其復(fù)雜的。傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法是根據(jù)設(shè)計要求的角度，按經(jīng)方位角作為初始角度，然后，反射板每俯下一個小角度，天線就分別上、下、左、右來回轉(zhuǎn)動，調(diào)整其俯仰、水平方位角，直到天線收到對方的信號再細(xì)調(diào)。由于現(xiàn)場條件限制，用經(jīng)緯儀根據(jù)設(shè)計要求調(diào)整出來的初始角度與設(shè)計角度誤差較大，在這樣的復(fù)雜系統(tǒng)中，給校準(zhǔn)帶來了更大的困難。
如何將復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)整工作簡化？用分段調(diào)整法。所謂分段調(diào)整法，就是把天線A－反射板B－天線C系統(tǒng)，分解為天線A－反射板B和反射板B－天線C這2個小系統(tǒng)，在反射板B下面，用1個便攜式小天線接上1個便攜式高靈敏度功率計作接收信號指示，來代替反射板B。這樣，一個復(fù)雜的系統(tǒng)就分解成天線A—小天線及小天線—天線C這2個簡單的小段了。
用重錘線法來調(diào)整長距離段，如天線A—小天線段，用天線A的微波機(jī)作信號源，小天線的功率計作接收場強(qiáng)指示，調(diào)整到功率計讀數(shù)指示最大時，即天線A就被認(rèn)為對準(zhǔn)了反射板B。對于另一短距離小天線—天線C段，用天線C的微波機(jī)作信號源，小天線的功率計作為接收場強(qiáng)指示。此段距離近，可以望見，容易調(diào)整。待功率計的讀數(shù)指示調(diào)到最大，即天線C也就對準(zhǔn)了反射板B。然后再調(diào)整反射板B的角度，反射板從垂直位置開始，每俯下一個小角度，就在水平方向來回轉(zhuǎn)動1次。在反射板的調(diào)整過程中，A，C兩個天線就能收到對方發(fā)來的信號并在微波收信機(jī)上指示出來。最后再微調(diào)天線A、天線C和反射板B，待兩個站的微波收信機(jī)指示達(dá)到最大為止，則整個天線－反射板－天線系統(tǒng)的水平、俯仰角度就校準(zhǔn)好了。
3 調(diào)整實例
九峰—樂昌微波傳輸段，中間插入了反射板，如圖1所示。
用1個便攜式、直徑為1．2 m的小天線接上1個便攜式能指示－65 dB的高靈敏度功率計放在反 射板下面。
調(diào)整步驟如下：
a）調(diào)整九峰—反射板段
用九峰站的微波發(fā)信機(jī)作為信號源，在反射板下面的小天線接功率計作接收場強(qiáng)指示。因為此段距離較遠(yuǎn)，用重錘線法進(jìn)行調(diào)試，待功率計讀數(shù)指示達(dá)到最大，則九峰站的天線就被認(rèn)為是對準(zhǔn)了反射板。
b）調(diào)整反射板—樂昌站段
因為此段距離近，用眼睛就能互相望到，所以調(diào)整就很容易。用樂昌站微波發(fā)信機(jī)作信號源（此時應(yīng)關(guān)掉九峰站微波發(fā)信機(jī)的信號，以免小天線收到九峰站來的信號而對功率計讀數(shù)指示造成干擾），在反射板下面的小天線接功率計作接收場強(qiáng)指示。調(diào)整兩個天線，待功率計讀數(shù)指示達(dá)到最大，則認(rèn)為樂昌站天線對準(zhǔn)了反射板。
c）調(diào)整反射板角度
用九峰站、樂昌站的微波收發(fā)信機(jī)作信號源和接收場強(qiáng)指示。
反射板從垂直位置開始，每俯下一個小角度，就在水平方向上轉(zhuǎn)動1個來回。因為在上兩個步驟中，九峰、樂昌站的天線均已對準(zhǔn)了反射板，在調(diào)整過程中，反射板俯到某一個位置時，九峰、樂昌的微波收信機(jī)就能指示出接收到對方的信號。待兩邊的微波收信機(jī)的接收信號指示達(dá)到最大，反射板的俯仰、水平方位角就初步調(diào)整好了。
d）系統(tǒng)微調(diào)
在前三個步驟完成后，逐一對九峰站天線、樂昌站天線、反射板的俯仰、水平角度進(jìn)行微調(diào)，直到兩個站的微波收信機(jī)指示最大為止。整個系統(tǒng)的水平、俯仰角就校準(zhǔn)完畢。此步驟是必要的，在大信號下進(jìn)行微調(diào)，才能提高角度調(diào)整的精確度。
4 討論
從天線方向圖的主瓣特性來考慮，主瓣特性表明了天線在主要通信方向上場強(qiáng)的分布情況，半功率角是主瓣兩側(cè)電磁場功率變化在最大輻射方向上的功率值下降一半（即3 dB）時的夾角。
設(shè)兩個微波站相距40 km，均用直徑為3 m的拋物面天線，其半功率角為0．8°。40 000 m×sin0．8°＝528 m，表明當(dāng)兩個天線間的高程差在528m范圍內(nèi)時，均處在對方天線的半功率角內(nèi)，可很好地接收到對方天線發(fā)來的信號。3 m直徑的拋物面天線的半功率角為0．8°，2 m直徑的拋物面天線的半功率角為1．5°，1．2 m直徑的拋物面天線的半功率角為3°。所以天線的垂直位置可以作為天線的初始俯仰角來處理，就使兩個天線的4個獨立可變角度簡化為只有水平方位角度的二變量系統(tǒng)，
參考文獻(xiàn)：
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［2］姚彥，梅順良，高葆新．?dāng)?shù)字微波中繼通信工程［M］．北京：人民郵電出版社，1990.
