浅谈卫星通信天线系统综合防雷设计

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1、浅谈卫星通信天线系统综合防雷设计：本文主要分析了卫星通信天线系统设备组成和防雷等级分类计算，重点介绍了综合防雷系统设计，对于提高卫星通信基站的综合防雷能力具有实用性意义。　　关键词：卫星通信天线系统防雷设计　　Abstract:thispapermainlyanalyzedthesatellitemunicationsantennasystemequipmentpositionandlightningprotectionlevelclassificationcalculation,focusingontheintegratedlightningpr

2、otectionsystemdesign,toimprovesatellitemunicationstationsoftheintegratedlightningprotectionabilityhasthepracticalsignificance.　　Keyunicationsantennasystemlightningprotectiondesign　　　　　　　　：TU856：A：　　概述　　卫星通信天线是卫星通信基站的重要组成部分。卫星通信基站的卫星天线一般架设在建筑物楼顶上，相对周围环境而言，目标比较突出，从而导致雷击概率增多，通信基站

3、常常遭受雷害，导致通信设备损坏、系统瘫痪。　　雷击的危害主要有四个方面：1、直击雷；2、雷电波侵入；3、感应过电；4、地电位反击。以上四方面中雷电对卫星通信天线系统的危害主要以雷电波侵入、感应过电压与地电位反击三者居多，这三者统称为雷电电磁脉冲。据有关统计资料，直击雷的损坏仅占15%，而雷电电磁脉冲的损坏占85%。因此，对雷电电磁脉冲的防护是防雷系统设计的重点。　　设备组成　　本次卫星通信天线防雷系统的设计以3.0米环焦通信卫星天线为设计对象，卫星通信天线系统包括室外部分设备、室内部分设备、以及室内及室外设备之间的连接电缆。　　室内设备包括伺服控制

4、单元（简称ACU）、伺服驱动单元（简称ADU）、信标接收机。　　室外设备为卫星天线，包括天线头、天线座、方位俯仰极化电动机、方位俯仰传感器、方位俯仰极化限位开关、倾角仪等。　　室内及室外设备之间的连接电缆包括强电电缆及弱电电缆。　　防雷等级分类计算　　卫星通信天线一般架设在建筑物的楼顶，在卫星通信天线系统防雷设计时，首先是要确定建筑物的防雷等级，从而进一步分析确认卫星天线系统的防雷设计的相关指标参数。《建筑物防雷设计规范》(GB50057－972000)中，对建筑物防雷等级的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年

5、雷击次数N。　　建筑物年预计雷击次数应按下式计算：　　N=k*Ng*Ae（1）　　式中：N──建筑物年预计雷击次数（次／a）；　　k──校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；　　Ng──建筑物所处地区雷击大地的年平均密度［次／（km2·a）］；　　Ae──与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。　　雷击大地的年平均密度应按下式计算：　　Ng＝0.0

6、24Td1.3（2）　　式中：Td──年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d／a）。　　建筑物等效面积Ae是其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法分以下三个方面：　　（1）当建筑物的高H小于100m时，其等效面积按以下公式计算：　　（3）　　式中：L、V20-385），分别连接方位电机线缆和俯仰电机线缆。以及信号浪涌保护器SZGLS5-1JX16（连接编码器连接线缆）和SZGLS5-1JX26（连接极化电机线缆、倾角仪线缆、其它连接线缆）各一台。连接示意图见图三—防雷箱内SPD和线缆连接示意图。　　为了安全起见及使用和维护方便，按照电源系统

7、的多级防护原则，采用保护器与强电电缆和弱电电缆并联的方式对强电电缆和弱电电缆上的雷电残压进行泻放，用于抑制从传输线缆侵入的雷电过电压和操作过电压对天线控制器（ACU）的危害。　　接线方式可采用将线缆截断，然后在防雷箱内各浪涌保护器接线端子上压接，再将各浪涌保护器的接地线在防雷箱内统一汇流合为一根接地线，将其连接至接地汇流排。以上接地线的线径均选用16mm2的多股铜线对其进行连接,并就近接地，此距离不应超过50cm。　　　　图三防雷箱内SPD和线缆连接示意图　　各防雷器材选购主要技术参数见表一：　　　　　　结论　　防雷的目的是保证卫星天线系统能正常工

8、作，不受雷电的干扰和破坏。该设计针对卫星通信基站地理位置、机房条件、通信信号等方面的特点，从接闪、分流（保护）、屏蔽、接地