RTN系列微波天线调测指导书

天线调测指导书

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天线调测指导书

关键词：天线、主瓣、旁瓣、接收电平

摘  要：介绍了天线主瓣与旁瓣相关知识，以及单极化天线和双极化天线的调整方法。

缩略语清单：

一、主瓣和旁瓣

在对调天线前，需掌握天线主瓣和旁瓣的相关知识。

1、主瓣和旁瓣的定义

天线辐射的电场强度在空间各点的分布是不一样的，我们可以用天线方位图来表示。通常取其水平和垂直两个切面，故有水平方向图和垂直方向图，如图1所示为垂直方向图。方向图中有许多波瓣，最大辐射方向的波瓣叫主瓣，其它波瓣叫旁瓣，旁瓣中可以影响对调天线的是第一旁瓣。

图1 主瓣和旁瓣

2、定位主瓣

微波天线的主瓣宽度很窄，通常在0.6～3.7度之间，例如：一个1.2m的天线（工作频率为23 GHz），信号电平从主瓣信号峰值衰减到零只有0.9度的方位角。所以在定位主瓣的时候，一旦检测到信号，则只需要对天线做微调即可。

在对调天线扫描过主瓣的时候，信号电平要经历一个快速变化的过程，通过比较接收到的信号峰值可以确定天线主瓣是否对准，通常情况下主瓣信号峰值比第一旁瓣的信号峰值高20～25dB。当两端天线同时收到对端的主瓣信号，如果两个信号强度差在2dB以内，属于允许范围。

如图2是天线在自由空间传播模型的正面图，旁瓣围绕在以主瓣为圆心的周围成放射状传播。

图2 天线水平方向图

3、扫描路径

在不同的俯仰角（方位角）上扫描信号时，扫描到的旁瓣信号有时被误认为主瓣信号。如图3是天线水平方向上的辐射模型，天线在三种不同仰角位置扫描到的信号电平值：

图3 三种扫描路径

ØAA'表示天线的主瓣几乎对准，主瓣信号峰值在位置2，第一旁瓣信号峰值在位置1和位置3。此时仅需在位置2微调天线的俯仰角和方位角，直至信号峰值最大。

ØBB'表示天线的俯仰角略偏离主瓣，信号峰值出现在位置4和位置5，由于天线特性原因导致位置4比位置5的信号峰值高，此时易误认为位置4是主瓣信号的峰值位置。正确的方法是：调节天线方位角至两个信号峰值的中间位置，然后调节天线的俯仰角，才会有AA'情况下的三个信号峰值出现,在位置2做细微调节至信号峰值最大。

ØCC'表示天线的俯仰角完全偏离主瓣，几乎对准第一旁瓣，第一旁瓣信号的峰值在位置6和位置7上几乎重叠，此时易误认为该位置为主瓣信号的峰值位置。正确的方法是：调节天线的方位角至位置6和位置7的中间位置，然后调节天线的俯仰角，才会有AA'情况下的三个信号峰值出现,在位置2做细微调节至信号峰值最大。

如果一侧的旁瓣信号峰值明显高于另外一侧时，如图4所示。易出现的错误是：在DD'路径上左右调节方位角，或者在EE'路径上调节俯仰角，错误判断位置1是主瓣信号峰值位置。正确的方法是：在位置1和位置2的中间位置调节俯仰角或在位置1和位置3的中间位置调节方位角，经多次调节才会有AA'情况下的三个信号峰值，在图3中的位置2做细微调节至信号峰值最大。

图4 天线对准第一旁瓣

二、对调单极化天线

对调单极化天线是通过调节两端天线的水平方位和俯仰角度，以保证天线信号的主瓣对准。

前提条件

Ø微波链路两端的微波设备均完成了单站调测。

Ø调测期间，天气状况良好，两个站点间没有雨/雪/雾的影响。

Ø现场条件和天线调测人员符合登高作业要求。

Ø关闭ATPC功能。

Ø对Hybrid微波，禁止AM并设置微波工作模式为QPSK调制的模式。

工具、仪表和材料

Ø活动扳手

Ø望远镜、对讲机、内六角扳手

Ø万用表（预先做好一端为BNC接头的万用表测试线备用）、罗盘

注意事项

Ø如果微波链路采用1+1保护配置且使用一面天线，则在对调天线前，先关断两端备用ODU的电源。待对调天线完成后，再打开两端备用ODU电源。

Ø如果微波链路采用1+1 SD配置，则对调天线的顺序为：

1 打开两端主用ODU的电源，并在整个对调过程中保持主用ODU的电源处于开启状态。

2 关断两端备用ODU的电源，对调两端的主用天线。

3 打开本端备用ODU的电源，在保持远端主用天线不动的情况下，调整本端分集天线。

4 打开远端备用ODU的电源，在保持本端主用天线不动的情况下，调整远端分集天线。

Ø如果微波链路为1+1 FD配置且使用两面天线，则调整天线的顺序为：

5 打开两端主用ODU的电源，关断两端备用ODU的电源，对调两端的主用天线。

6 关断两端主用ODU的电源，打开两端备用ODU的电源，对调两端的分集天线。

注意：

天线的水平调节装置和俯仰调节装置可能是螺母或者螺杆。请参照天线安装使用说明书调节。

操作步骤

1 根据天线的安装位置和挂高大致确定天线的方位角，然后将天线俯仰角调节至水平位置。

2 使用万用表正确连接本端ODU的RSSI（Received Signal Strength Indicator）端口，测量该端口的电压值VBNC。

窍门：

事先做好一端为BNC接头的万用表测试线，可以更方便测量VBNC。

图5 用万用表测试RSSI电压

1 初调天线的方位角和俯仰角：

a 保持远端天线固定。

b 用万用表测试VBNC，在本端大幅度水平方向转动天线

天线转动的时候测试到的信号峰值有几种可能：

Ø扫描到三个信号峰值，如图3中的AA'，此时仅需调节天线的方位角至图2中的位置2的峰值位置；

Ø扫描到两个信号峰值，如图3中的BB'，此时调节天线的方位角至图2中的位置4和位置5的中间位置，然后调节天线的俯仰角，才能扫描到如AA'的三个信号峰值，调节天线至图2中的位置2的峰值位置；

Ø扫描到一个信号峰值，如图3中的CC'，此时调节天线的方位角至图2中的位置6和位置7的中间位置，然后调节天线的俯仰角，才能扫描到如AA'的三个信号峰值，调节天线至图2中的位置2的峰值位置；

c 在图2中的位置2进行俯仰角和水平角的细微调节，使VBNC变化到扫描范围内的最大峰值。

d 把天线调整到VBNC电压为最大值的位置，固定本端天线。

O.6m天线的调测过程-水平方向调节：

O.6m天线的调测过程-垂直方向调节：

说明：

紧固天线时，必须保持VBNC电压为最大值。

2 按照2至3的方法，调节远端天线。使远端VBNC电压为最大值，固定远端天线。

3 将2至4重复2～4次，使本端和远端的VBNC电压均为最大值，固定两端的天线。

4 用万用表分别测试两端的VBNC电压，分别参照两端ODU的VBNC与RSL（Received Signal Level）曲线读出对应的当前接收功率。

说明：

ODU的VBNC与RSL曲线图放在ODU的纸箱中。例如: 15G ODU A子频段VBNC与RSL曲线图

实际接收功率应该和应收功率的误差在+/- 3dB以内。

说明：

如果ODU实际接收功率在应收功率+/-3dB范围外，则中频板上的“ODU”指示灯以300ms周期闪黄灯，否则黄灯熄灭。

如果VBNC达不到要求，请参考《OptiX RTN 600 无线传输系统 IDU 610/620 维护指南》进行处理。

5 将天线的所有螺丝紧固。

三、对调双极化天线

对调双极化天线时，除了通过调节两端天线的水平方位和俯仰角度，使天线信号的主瓣对准外，还需要通过调节两端天线的馈源，使XPD（Cross-Polarization Discrimination）指标均满足要求。

前提条件

Ø微波链路两端的微波设备均完成了单站调测。

Ø调测期间，天气状况良好，两个站点间没有雨/雪/雾的影响。

Ø现场条件和天线调测人员符合登高作业要求。

Ø关闭ATPC功能。

工具、仪表和材料

Ø活动扳手

Ø望远镜、对讲机、内六角扳手

Ø万用表（预先做好一端为BNC接头的万用表测试线备用）、罗盘

操作步骤

1 关断两端站点V极化ODU的电源，打开H极化ODU的电源，使两端天线均发送H极化信号。

2 参考“对调单极化天线”，调节两端天线的水平方位和俯仰角度，使天线H极化信号的主瓣对准。

3 测算本端当前H极化的接收信号电平P1。

a 使用万用表在H极化ODU的RSSI端口测试电平值。

b 根据ODU纸箱中附带的曲线图，换算出H极化的接收信号电平P1。

4 调整本端的天线馈源，使当前V极化的接收信号电平达到最小值P2。

c 打开本端V极化ODU的电源。

d 将万用表移到天线V极化ODU的RSSI端口测试电平值。

e 适当松开天线馈源压块，将馈源在小范围内轻微转动，同时不断监视电平读数，直至测试值为最小值。

f 根据ODU纸箱中附带的曲线图，换算出最小值对应的V极化接收信号电平P2。

此时，H极化与V极化的交叉极化鉴别率XPD1（XPD1=P1-P2）应不小于30dB。

5 记录当前的馈源角度D1。

6 关断两端站点H极化ODU的电源，打开V极化ODU的电源，使两端天线均发送V极化信号。

7 按照3的方法，测算出本端天线当前的V极化接收信号电平P3。

8 打开本端H极化ODU的电源，按照4的方法,测算出本端天线的H极化接收信号电平最小值P4。 此时，V极化与H极化的交叉极化鉴别率XPD2（XPD2=P3-P4）应不小于30dB。

9 记录当前的馈源角度D2。

10 按照3至9在D1和D2两个角度之间再次轻微转动馈源，选取一个合适的馈源角度，使此时XPD1和XPD2仍然均不小于30dB。

11 将两端站点天线的所有螺丝紧固。

参考信息：

在实际对调过程中，也可以以V极化信号为主来对调双极化天线。