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，天線方位角的校準通常采用經緯儀法，存在誤差大、效率低的缺點。為此，提出重錘線法，使天線－天線系統角度的校準變得簡易。在天線－反射板－天線系統校準中，提出采用分段調整法，簡化了系統的調整過程。
關鍵詞：重錘線法；分段調整法；天線方位角
在微波通信中，對于天線方位角的校準，傳統的方法是根據設計要求的角度，按經緯儀的指示來調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個天線要求校準其方位角度，共有4個獨立變量要校準。然而由于現場條件的限制，按經緯儀指示調整出來的方位角度與設計要求誤差較大，給調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，我們總結以往經驗，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條細線掛上1個重錘，以重錘線作為基準線，調整天線的俯仰角，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，天線口徑平面較大，所以調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－天線系統校準
用重錘線法把兩個微波站的天線都調整到垂直位置后，固定天線垂直位置，兩個天線同時來回轉動各自的水平方位角，轉動幾個來回后，就有機會使兩個天線指向互相平行，兩個站的微波機就出現接收到對方信號的讀數指示。此時，再對每個天線的俯仰、水平角度進行微調，使微波機收信指示達到最大為止，兩個微波站的天線方位角度的校準便完成了。
2 兩微波站的天線－反射板－天線系統校準
在天線－反射板－天線系統中，反射板也有2個可調角度，即俯仰角和水平方位角。在這個系統中共有6個獨立可變角度參量要調整，是極其復雜的。傳統的校準方法是根據設計要求的角度，按經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、右來回轉動，調整其俯仰、水平方位角，直到天線收到對方的信號再細調。由于現場條件限制，用經緯儀根據設計要求調整出來的初始角度與設計角度誤差較大，在這樣的復雜系統中，給校準帶來了更大的困難。
如何將復雜系統的調整工作簡化？用分段調整法。所謂分段調整法，就是把天線A－反射板B－天線C系統，分解為天線A－反射板B和反射板B－天線C這2個小系統，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，一個復雜的系統就分解成天線A—小天線及小天線—天線C這2個簡單的小段了。
用重錘線法來調整長距離段，如天線A—小天線段，用天線A的微波機作信號源，小天線的功率計作接收場強指示，調整到功率計讀數指示最大時，即天線A就被認為對準了反射板B。對于另一短距離小天線—天線C段，用天線C的微波機作信號源，小天線的功率計作為接收場強指示。此段距離近，可以望見，容易調整。待功率計的讀數指示調到最大，即天線C也就對準了反射板B。然后再調整反射板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動1次。在反射板的調整過程中，A，C兩個天線就能收到對方發來的信號并在微波收信機上指示出來。最后再微調天線A、天線C和反射板B，待兩個站的微波收信機指示達到最大為止，則整個天線－反射板－天線系統的水平、俯仰角度就校準好了。
3 調整實例
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。
調整步驟如下：
a）調整九峰—反射板段
用九峰站的微波發信機作為信號源，在反射板下面的小天線接功率計作接收場強指示。因為此段距離較遠，用重錘線法進行調試，待功率計讀數指示達到最大，則九峰站的天線就被認為是對準了反射板。
b）調整反射板—樂昌站段
因為此段距離近，用眼睛就能互相望到，所以調整就很容易。用樂昌站微波發信機作信號源（此時應關掉九峰站微波發信機的信號，以免小天線收到九峰站來的信號而對功率計讀數指示造成干擾），在反射板下面的小天線接功率計作接收場強指示。調整兩個天線，待功率計讀數指示達到最大，則認為樂昌站天線對準了反射板。
c）調整反射板角度
用九峰站、樂昌站的微波收發信機作信號源和接收場強指示。
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了反射板，在調整過程中，反射板俯到某一個位置時，九峰、樂昌的微波收信機就能指示出接收到對方的信號。待兩邊的微波收信機的接收信號指示達到最大，反射板的俯仰、水平方位角就初步調整好了。
d）系統微調
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、水平角度進行微調，直到兩個站的微波收信機指示最大為止。整個系統的水平、俯仰角就校準完畢。此步驟是必要的，在大信號下進行微調，才能提高角度調整的精確度。
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的分布情況，半功率角是主瓣兩側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，表明當兩個天線間的高程差在528m范圍內時，均處在對方天線的半功率角內，可很好地接收到對方天線發來的信號。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，
參考文獻：
［1］北京郵電學院微波教研組．無線電中繼通信及設備［M］．北京：人民郵電出版社，1962．
［2］姚彥，梅順良，高葆新．數字微波中繼通信工程［M］．北京：人民郵電出版社，1990.
