СБОРНИК
ИНСТРУКЦИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО НАСТРОЙКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ

СОГЛАСОВАНО Начальником НИИР В.П.Минашиным 26 октября 1981 г.

УТВЕРЖДЕНО Начальником ГУМТС А.Н.Тюляевым 10 ноября 1981 г.

Приводятся наиболее существенные рекомендации, инструкции и методики, содержащие дополнительные сведения, полученные из опыта эксплуатации отечественных радиорелейных систем и в результате научно-исследовательских работ, направленных на повышение качества и эксплуатационной надежности аппаратуры каналов и трактов радиорелейных систем передачи.

Для инженерно-технических работников и эксплуатационного персонала РРЛ.     

Материал подготовлен: 1 - В.Л.Локшиным, В.Г.Петровой и А.А.Метрикиным; 2 - Г.П.Полушиным, Б.С.Надененко, Л.С.Тартаковским; 3 и 6 - А.Л.Жеребцовым и В.С.Чемодуровой; 4 и 5 - В.В.Ширкевичем и А.И.Смирновым; 7 и 8 - В.М.Родионовым; 9 - В.М.Стекольщиковым, Л.А.Ермолаевой, Е.И.Казариновой; 10 - Н.С.Слесаревой

1. МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ АНТЕНН С КРУГЛЫМ ВОЛНОВОДОМ С ПОМОЩЬЮ ВОЛНЫ Е

     
1.1. ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на радиорелейных линиях связи (РРЛ) используются антенны с большим коэффициентом усиления, и, соответственно, с узкими главными лепестками диаграммы направленности. Реализация преимуществ этих антенн (хорошие энергетические показатели и пространственная избирательность) требует внимательного и квалифицированного подхода к технологии их изготовления, настройки и юстировки после установки на РРЛ. От точности юстировки антенны на корреспондента (соседнюю станцию) зависит не только энергетика и помехозащищенность, но и качественные показатели РРЛ. Особенную остроту вопрос юстировки приобретает при использовании многодиапазонных антенн и при применении многомодовых волноводных трактов. Настоящая методика содержит сведения о достаточно просто реализуемом методе точной юстировки антенн с многомодовым облучателем, используемым, например, в антеннах распространенных магистральных радиорелейных систем "Восход", "Рассвет", "Курс", для которых вертикальный тракт собирается из круглого волновода диаметром 70 мм, допускающего распространение в нем кроме волны основного типа Н нежелательных типов волн: в диапазоне 4 ГГц - волны Е, в диапазоне 6 ГГц - Е, Н, Н, Н.

Электромагнитная энергия, распространяющаяся в волноводе в виде волн высшего типа с фазовыми скоростями, отличными от фазовой скорости основной волны Н, после обратного преобразования в основную волну проявляется как попутный поток, имеющий при длинных волноводах достаточно большую разность хода с основным потоком, и приводит к росту нелинейных шумов. Высшие типы волн возникают в АВТ как на неоднородностях волноводного тракта (стыки секций, изгибы, деформации сечения и т.п.), так и в антеннах на участке раскрыв антенны - волноводный выход облучателя антенны. Уровень этих паразитных волн существенно зависит от направления прихода электромагнитной энергии. На рис.1.1 приведены диаграммы направленности рупорно-параболической антенны на основной волне и волне высшего типа Е в диапазонах 4 и 6 ГГц. Из рисунков видно, что максимуму диаграммы по основной волне H соответствуют глубокие (теоретически до нуля) провалы в диаграммах направленности по высшим типам волн.

Рис.1.1

Уровень попутного потока на приеме будет определяться произведением коэффициента прямого преобразования волны из основного в высший тип, который для антенны определяется из диаграмм рис.1.1 и коэффициента обратного преобразования на неоднородностях и на селекторе поляризации. При точной юстировке антенны на корреспондента паразитные волны, возбуждаемые антенной в тракте, будут отсутствовать независимо от величины коэффициента преобразования их в основную волну. При разъюстировке за счет роста коэффициента уровень попутного потока из-за паразитных волн высших типов становится недопустимо большим. Фильтры высших типов волн Е; Н решают задачу их подавления до нужной величины при не очень больших уровнях паразитных волн, а для большинства высших типов волн фильтры не разработаны. Поэтому точная юстировка антенн при многомодовых трактах совершенно необходима.

Если учесть, что опоры РРЛ и система подвески антенн имеют определенную (не бесконечную) жесткость и упруго деформируются при ветровых и тепловых нагрузках, а также то, что при изменении условий распространения изменяются углы прихода волны (рефракция и горизонтальная девиация), то совершенно очевидным требованием является установка антенн точно на минимум приема паразитных волн, совпадающий к тому же с максимумом главного лепестка диаграммы направленности. Это тем более целесообразно, что за счет большой крутизны скатов в минимуме диаграммы по волне Е и малой ширины провала точность юстировки увеличивается примерно на порядок и позволяет практически исключить даже малую разъюстировку, имеющую место при закреплении антенн после юстировки из-за люфтов в конструкции подвески и фиксаторов.

Как показывает опыт настройки РРЛ по предлагаемой методике (с помощью точной подстройки антенн с возбудителем волны Е), кроме обеспечения и ускорения точной настройки самой антенны облегчается процесс получения высококачественных характеристик неравномерности группового времени запаздывания, так как резко уменьшается возможность появления начального размаха некорректируемой НГВЗ и отпадает необходимость длительной процедуры настройки участков линии с целью взаимной компенсации суммарной неравномерности ГВЗ.

Таким образом, следует рекомендовать настройку антенн по предлагаемой методике во всех случаях, когда облучатель антенны имеет сечение, допускающее распространение волны Е (антенны РПА, РПА-2П-2, АДЭ-5, АДЭ-3,5, АДУ-2,5 и т.д.), и когда необходимо обеспечить высококачественную работу АВТ.

1.2. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЮСТИРОВКЕ АНТЕНН РРЛ НА ВОЛНЕ Е

1.2.1. Сборка антенны

1.2.1.1. Перед установкой на опоре антенна должна быть распакована и собрана в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации антенны.

1.2.1.2. Юстировка и проверка электрических параметров антенны производится до монтажа волноводного тракта.

ЮСТИРОВАТЬ АНТЕННУ С ПРИСОЕДИНЕННЫМ ВОЛНОВОДНЫМ ТРАКТОМ ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

1.2.1.3. Перед юстировкой следует произвести внешний осмотр антенны. Металлические поверхности антенны не должны иметь трещин, вмятин и деформаций. Защитная пенопластовая крышка антенны РПА-АП-2 и кожух облучателя антенны АДЭ не должны иметь трещин, вырывов пенопласта и сквозных отверстий.

1.2.2. Установка антенны по азимуту

1.2.2.1. Установка антенны на опоре осуществляется лишь при наличии утвержденного проекта организации работ, составляемого специализированной организацией с содержанием конкретных указаний по технике безопасности.

1.2.2.2. Антенна при монтаже должна быть установлена в горизонтальной плоскости по заданному азимуту. Азимут - направление на корреспондента - определяется с помощью геодезических приборов и обозначается линией на антенной площадке. При правильной установке антенны РПА-2П-2 боковые грани рамы должны быть параллельны этой линии.

1.2.2.3. Проверка установки антенны в вертикальной плоскости осуществляется с помощью уровня, который устанавливается на верхней части рамы.

1.2.3. Юстировка антенны

1.2.3.1. Предварительная юстировка антенны на волне Н.

1.2.3.1.1. Юстировка антенны производится в режиме работы На прием. Приемным сигналом является выходной сигнал передатчика, излучаемый антенной соседней станции. Рабочие поляризации юстируемой и передающей антенн должны совпадать.

1.2.3.1.2. Юстировку антенны следует производить только в дневное время, так как в это время по условиям распространения сигнал наиболее устойчив.

1.2.3.1.3. Индикатором уровня приемного сигнала могут служить:

а) приемник СВЧ, например, марки TZ A-404 с отдельным генератором в качестве гетеродина;

б) комплект прибора ЮАПП-4 - приемно-передающее устройство для юстировки антенн;

в) стойка приемника, напряжение с гнезда АРУ которой подано на микроамперметр, установленный рядом с антенной.

1.2.3.1.4. Подключение антенны к одному из указанных индикаторов удобно производить при помощи КВП сечением 25х58 мм через специальный переходный фланец (рис.1.2). Переходный фланец обеспечивает подключение измерительного приемника к волноводам сечением 72х72 мм и диаметром 70 мм.

Рис.1.2

1.2.3.1.5. Как правило, при предварительной установке приемной и передающей антенн по азимуту сигнал от соседней станции удается зарегистрировать сразу. При отсутствии сигнала (антенны на пролете сильно разориентированы) необходимо:

а) на передающей станции подключить передатчик к эталонному рупору и направить рупор в сторону приемной станции. Эталонный рупор имеет широкую диаграмму направленности и в сравнении с остро направленной антенной не требует столь точной установки по азимуту;

б) если в качестве приемника используется приемная стойка, то подать на микроамперметр напряжение с детекторной секции на выходе УПЧ. В этом случае чувствительность измерительного тракта увеличивается на 15-20 дБ.

1.2.3.1.6. Вращают антенну в горизонтальной плоскости в секторе ±5° от направления, указанного геодезистом. С помощью индикаторного прибора отмечают максимумы главного и первого бокового лепестка слева и справа от главного. Отмечают положение антенны на площадке в максимумах первых боковых лепестков. При правильной юстировке антенны уровень первых боковых лепестков должен быть ниже уровня главного лепестка для антенны РПА-2П-2 на 13-15 дБ при горизонтальной поляризации поля и на 20-25 дБ при вертикальной. Для антенн типа АДЭ эти уровни составляют соответственно 12 и 17 дБ. Антенну установить посередине между положениями, в которых наблюдаются максимумы первых боковых лепестков.

1.2.3.1.7. Если наблюдается два или три максимума примерно одного уровня, то антенна неправильно установлена по вертикали. При двух лепестках антенну следует установить между ними, а при трех лепестках - на середину среднего лепестка и произвести юстировку антенны в вертикальной плоскости на максимум приемного сигнала. После этого снова произвести юстировку антенны в горизонтальной плоскости по п.1.2.3.1.6, добиваясь правильного соотношения между уровнями главного и первых боковых лепестков.

1.2.3.2. Окончательная юстировка антенны на волне Е.

1.2.3.2.1. Окончательная юстировка антенны производится на волне Е. На этой волне, когда плоскость поляризации вектора Е принимаемого сигнала совпадает с плоскостью, в которой юстируется антенна, диаграмма направленности в главном направлении имеет глубокий минимум (рис.1.1).

1.2.3.2.2. Для юстировки антенны на волне Е измерительный приемник подключается к антенне через возбудитель волны E (рис.1.3). Возбудитель волны Е должен подключаться непосредственно к облучателю антенны (не через длинный волноводный тракт). При подключении возбудителя через длинный волноводный тракт из-за компенсации с другими паразитными волнами либо нет четкого минимума, либо минимум прорезается не посередине главного лепестка.

Рис.1.3

1.2.3.2.3. Необходимо обратить внимание на поляризацию сигнала передающей станции. При юстировке антенны в горизонтальной плоскости поляризация сигнала передающей станции должна быть горизонтальной, при юстировке в вертикальной плоскости - вертикальной.

1.2.3.2.4. Юстировку антенны производят по минимуму принимаемого сигнала на волне Е в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

1.2.3.2.5. Окончательную фиксацию антенны после настройки целесообразно производить при подключенном через возбудитель волны Е индикаторе сигнала, не допуская разъюстировки антенны, контролируемой по уходу показаний индикатора из минимума.

1.2.3.2.6. Монтаж вертикальной части жесткого волноводного тракта следует начинать от закрепленной отъюстированной антенны.

1.2.4. Измерение коэффициента усиления антенны

1.2.4.1. При необходимости производится дополнительная проверка правильности юстировки антенны путем измерения ее коэффициента усиления.

1.2.4.2. Измерение производится на основной волне Н методом сравнения с эталонным рупором, коэффициент усиления которого заранее известен. Размеры (а) и зависимость коэффициента усиления эталонного рупора от частоты (б) в диапазонах 4 и 6 ГГц приведены на рис.1.4 и 1.5 соответственно.

Рис.1.4

Рис.1.5

1.2.4.3. Схема измерения коэффициента усиления антенны показана на рис.1.6, где 1 - антенна; 2 - эталонный рупор; 3 - КВП 25х58; 4 - переход с сечением 72х72 на 25х58 или переходной фланец по рис.1.2; 5 - индикатор уровня принимаемого сигнала. К измерительному приемнику кабельной перемычкой поочередно подключается измеряемая антенна и эталонный рупор. Регистрируется сигнал, принимаемый антенной и эталонным рупором.

Рис.1.6

Коэффициент усиления измеряемой антенны (в децибелах) рассчитывается по формуле

,

где - коэффициент усиления эталонного рупора; - уровень сигнала, принимаемого антенной, дБ; - уровень сигнала, принимаемого эталонным рупором, дБ.

Коэффициент усиления антенны (в децибелах) на средних частотах диапазонов 4 и 6 ГГц должен быть не менее приведенного в табл.1.

Таблица 1