天馈线系统故障案例分析与维护

李晓燕

内蒙古新闻出版广电局微波传输总站 内蒙古 呼和浩特市 010050

1 馈线系统

内蒙古境内干线微波设备分为全室内型和分体式两种。全室内型微波设备特点是成本高，传输容量大，性能稳定，适用于长距离干线传输。分体式微波的特点是安装维护方便，便于快速建网，目前应用最广泛，可用于中长距和短距传输干线网。

分体式微波和全室内型微波使用的馈线是不同的，分体式微波设备室内单元与室外单元采用同轴电缆型馈线上下连接，电缆同时收发高频信号和室内、外单元通信数据，同时室内单元向室外设备馈-48V 直流。全室内型微波室内设备与天线的连接采用波导型馈线连接，馈送微波信号时衰耗较同轴电缆要小。

无论采用同轴线或波导做馈线，都要求其传输衰减小，阻抗匹配好，收发信隔离度高，兼顾经济耐用的同时便于安装调整。

2 波导型馈线常见故障特点及维护

全室内型微波使用波导做馈线，其内层由铜制螺纹材料制成，外层覆盖胶质护套。一端直接与天线馈源相连，室内与分并路系统相连。为防止波导腔内进入水汽，影响高频信号的传输，室内的波导充气机向波导腔内充入有压力的干燥气体，波导两端法兰盘装有密封节，使干燥气体密闭在波导内。

波导型馈线常见故障是波导管内进水，造成波导内壁生锈，光洁度变差，驻波比变坏，当水汽形成小水滴后对微波会造成散射衰耗。影响信号正常传输，严重时甚至造成电路中断。

2.1 波导进水的原因

波导进水的原因主要有五种：波导两端特别是室外连接法兰密封不严或密封胶带老化开裂，潮湿空气慢慢进入波导内，日积月累出现积水；充气机干燥剂失效，长期不更换，导致充入波导内的潮湿空气积累；天线馈源防护罩损坏，上密封节漏气、漏水，在夏季雷雨大风天气，雨水从馈源进入馈线造成电路故障；冬季室内外温差较大的高山台站，波导在室内外结合部潮湿空气出现冷凝积水；台站条件较差，机房与生活区门窗隔离不好，导致生活潮气进入机房内。

2.2 波导进水的特点

波导进水现象多发生在气候恶劣的高山台站，有些波导在使用6、7 年后，由于各种原因波导内进水致使电路故障发生。

当潮湿气体累积到一定量后，微波设备收发信电平降低误码增大甚至电路中断。特别在昼夜温差交替变化大时表现的更加明显，并且一天内温差的变化将直接影响设备的指标。

2.3 波导进水典型故障案例分析一

涉及站点：国干微波电路高山台站

2012 年—2015 年期间，国干微波电路几个高山微波站先后发生过几次由于波导进水导致设备收发信电平下降电路劣播或停传的事故。几次故障都发生在春季或秋冬季昼夜温差变化较大的时间节点上。主要表现是微波传输设备工作正常，频谱仪检测室内分并路接口发射功率符合设计要求，收信电平衰落较深。室外馈源处检测收信电平正常，发信功率衰减与室内收信电平衰减的数量相符，由此断定是馈线的问题。经过几天的观察发现，中午11 时后，随着气温逐步回升，收信电平慢慢下降，中午1点半气温最高时收信电平衰落最大，之后随着气温下降，收信电平逐渐提升直至设备恢复正常，这种每天周期性的变化非常有规律，观察期个别天由于气温突然下降收发信电平正常无变化，这些现象表明是馈线进水导致电路异常。更换馈线后设备恢复正常运行。

2.4 波导进水典型故障案例分析二

涉及站点：国干微波电路

该一跳电路采用双极化传输方式，两站水平极化收发信电平正常，垂直极化两站收发信电平长期较水平极化低15dBm并且全年无变化。频谱仪检测室内发信功率较室外高12dBm、室内收信电平较室外馈源处检测低12dBm （其中馈线损耗3dBm）。打开室外波导法兰，发现波导口内壁生锈，断定是波导进入潮气造成的。更换新波导后故障消失。

由于微波设备24 小时不停播，常年无检修期，当怀疑波导进水，重要干线电路想要申请电路停传检查故障很难，基本不予批准。所以维护人员对波导进水后发生的典型现象应有很好的理解，准确判断并及时更换新波导。

2.5 波导的日常维护

波导日常维护主要包括四个方面。第一，安装波导时要将波导上下法兰螺丝拧紧并密封严实。第二，安装密封节时检查是否完整无损伤。充气机启动和停机有详细记录，如出现频繁启动应检查气管连接处是否漏气、波导是否破裂、法兰处是否漏气（用肥皂水涂抹即可），尽量保持机房内空气干燥，定期观察干燥剂的颜色，蓝色为正常，出现浅蓝或发白必须及时炒制或更换。第三，日常上塔巡检时检查波导法兰的密封是否完好无开裂。第四，留心观察波导外套是否开裂。波导是否脱离卡子与铁塔磨损。

2.6 安装波导时注意事项

当重新布放旧波导时，由于旧波导做地线时需剥掉波导外皮，所以地线连接处较脆弱，施工操作时该处易断裂，因此有必要在没有外套保护的接地处用较硬的东西（如两根硬木头）绑好防止断裂。安装布放波导时，波导两端法兰口子应密封好，防止安装波导时内进入水汽或杂物。布放馈线时操作人员务必保护施工现场，防止波导展开后被踩压报废。塔上固定波导时，防止重物碰击波导。

3 同轴电缆型馈线常见故障及维

目前区干微波分体式微波馈线采用同轴电缆，最大的优点是经济且安装方便快速，馈线本身在安装中不易折损，故障率低。软馈用做ODU 和天线的连接，安装方便，又能保证连接精度，具有扭转的功能，缺点是损耗大。

3.1 同轴电缆型馈线常见故障

3.1.1 同轴电缆典型案例故障一

发生站点：区干微波电路

由于馈线胶泥老化，导致馈线进水短路和铜线氧化腐蚀。我们曾经在一个站遇到发生故障的现象与ODU 设备发生故障非常相似，室内、外设备换了个遍，重新下发数据等都排除不了问题。最后当打开电缆接地密封处时，发现由于密封不好导致铜线氧化变色，更换新电缆后，故障解决。对这类问题，应在日常维护中经常检查更换年久失修的密封胶泥。

小结：室外接头（包括软波导接头、中频电缆接头、射频电缆接头、接地夹等）必须按规范做好防水处理，避免进水或受潮发生故障。

3.1.2 同轴电缆典型案例故障二

故障站点：区干微波电路

故障排查及处理：区干西线电路某站8 槽位和12 槽位中频板指示灯反映LINK 告警和ODU显示红色，上塔检查两根相对应的电缆以及连接处密封状况外部无老化开裂痕迹，更换对应的ODU 设备故障指示依旧。该站铁塔距机房较远走线架很长，检查走线架上的中频线发现很多处有被咬过的小眼，万用表测量馈线显示短路。台内工作人员说当地黄鼠狼经常出没在院子周边，应该是黄鼠狼磨牙时将走线架上的中频电缆咬坏导致短路。更换中频线缆后，故障清除。

小结：区内绝大多数微波台站都在野外鼠类活动多的地方，所以建议野外台站走线时做好防护，中频电缆四周加防护网，既可防止鼠类啃咬，又可防止塔上重物下落砸伤馈线。

3.2 同轴电缆型馈线的安装和日常维护

新馈线在安装时详细检查馈线外皮是否受损，万用表测量馈线短路或开路。微波电路施工时，曾发现过一卷中频线50米处受损。

日常维护馈线时从下到上详细检查馈线的外皮是否完好无损；馈线卡子是否紧固；馈线是否固定不牢与铁塔摩擦；馈线与ODU 的连接处密封是否出现老化开裂或线缆头子松动的问题，如发现上述现象，应及时妥善处理防止电路中断。

4 微波天线

天线的作用是把发信机发出的电波能量定向发送出去，或者把接收下来的电波能量送进收信机。常用微波天线有抛物面天线和卡塞格仑天线。电波极化方向有垂直极化和水平极化两种形式，天线收发可采用单极化或双极化两种形式，主要由馈源和分并路系统的功能而定。微波天线直径一般分为：0.3m、0.6m、1.2m、1.6m、1.8m、2.0m、2.4m、2.5m、3.0m、3.2m 等。不同直径的天线馈源不可互易使用。同一频段内的n个波道可共用一面天线。

4.1 微波天线故障分析

微波天线主要由反射面、馈源、天线罩布组成，作为无源器件故障率非常低，主要故障点如下。

4.1.1 微波天线故障案例一

发生站点：区干微波电路

故障现象：区干东线一跳A、B 两站，2+1 配置。微波链路发生中断，A站8板位和10板位主用ODU接收功率为-90dBm，链路 上 报 RADIO_RSL_LOW 和MW_LOF告警。12 板位备用ODU接收功率为-40dBm 属于正常值。

故障排除步骤

步骤1：更换A 站58、60 板位的主用ODU，查询接收功率仍然为-90dBm。

步骤2：更换主用58、60 板位ODU 连接的软波道，查询接收功率仍然为-90dBm。

步骤3：仔细检查ODU 与天线之间的连接，发现天线馈源口有水迹，继而发现天线馈源喇叭严重积水，导致射频信号无法传输。

步骤4：清空积水并干燥馈源喇叭。重新安装后，查询主用58 槽位ODU 接收功率为-35dBm，恢复正常。

小结：（1）由于馈源进水导致射频信号无法传输，但设备自身无法检测，故障处理过程较为繁琐，需逐步排除找到故障点。（2）室外接头（包括软波导接头、中频电缆接头、射频电缆接头、接地夹等）必须按规范做好防水处理，避免进水或受潮发生故障。（3）事后在总结故障原因时，认为造成水平极化进水的原因是安装馈源时大风降雪，安装人员将水平极化馈源封口打开后放在室外地上，大风将地上的积雪吹进水平极化腔内。垂直极化口是封闭的，所以腔内无杂物。

波导传输具有趋肤效应，当波导腔内有少量雪时，对传输影响不大，而当雪融化成水甚至蒸发成气体后，水汽对电磁波产生吸收、散射、反射等效应，信号衰落造成电路收发信电平降低并产生大量误码。

4.1.2 微波天线故障案例二

我区境内微波站大部分在气候恶劣的高山，受气候条件的影响，大风会将固定天线的罩布钩子慢慢松动或脱落，使得天线围子上的罩布松弛甚至撕裂，开裂的罩布使天线风阻增大同时也增加了铁塔负荷，使安全生产产生隐患，由于这类事故非常普遍，所以日常维护中补充缺失的钩子和紧固钩子螺丝的工作显得尤为重要。

罩布在自然空间受风雨的侵蚀，长年使用后纤维组织断裂，表面有起毛现象应及时更换新罩布。罩布损坏如长时间不更换，那么天线内可能住鸟，导致信号传播衰落。

4.2 天线维护及注意事项

天线调整好后，一定要锁紧螺丝，防止松动。调整丝杆和螺母均加黄油，并用麻袋等包扎，防止生锈。天线抱杆、水平拉杆定期刷油漆。定期紧固、补充罩布螺丝。

5 铁塔日常维护

微波台站每年聘请具有铁塔维护资质的单位对铁塔进行维护。维护项目包括紧固铁塔所有螺丝，紧固天馈线所有螺丝以及固定馈线卡子螺丝固定罩布钩子螺丝。天线微调丝杆上黄油和塔基螺丝上黄油。补充缺失的铁塔构件并补充缺失的螺丝。构件检查，垂直度测量，防雷接地地阻测量，防锈处理，基础检测等。

依照规定，铁塔年检保修一年，一年内除不可抗拒因素外维护单位负责铁塔使用中出现的各种问题隐患。基础检测至少包括基础相对沉降情况，地面塌陷情况，塔脚地脚螺丝螺母情况，楼面铁塔所在建筑结构受力情况等。垂直度检测即测量铁塔垂直度是否符合要求。构件检查包括焊缝有无开裂、镀锌或覆盖层是否损坏、构件有无明显变形。防雷接地检查应测量接地地阻（≤5Ω）防锈处理应根据铁塔构件生锈情况进行除锈补漆。螺栓检查包括螺栓有无缺损、锈蚀、松动。

除此之外，定期做铁塔日常巡检，巡检对象包括塔基、塔体、平台与支架、接地电阻。在特殊天气灾害前后进行应急巡检，特殊天气包括暴风、暴雨、暴雪、地震等。正在使用的已超期的铁塔有条件的应建新塔，以防不测。距上一次刷漆若干年后，如塔体锈蚀情况严重，油漆脱落的铁塔应进行刷漆防腐处理。