РЕШЕНИЕ: проект по установке и вводу в эксплуатацию приемного антенного поста на базе АФС ASC Signal ESA37 3,7 м Ku-диапазона

Ранее мы освещали первый этап данного проекта, этап поставки антенной системы, который был успешно завершен: поставка выполнена в срок, организованы немаловажные погрузо-разгрузочные работы, оборудование передано клиенту. 

Сегодня компания Navtelsat успешно выполнила все этапы контракта в срок, решен ряд поставленных заказчиком задач, согласно ТЗ:

 1.  Разработка томов проектной документации на радиотехнический объект и согласование с заказчиком:

- Расчет несущей способности здания от воздействия рамы.

- Рабочая документация «Опорная рама для размещения спутниковой антенны».

Том 4.3 Раздел 4 «Конструктивные и объемно-планировочные решения», Книга 3 «Конструкции металлические деталировочные»

- Раздел 6 «Проект производства работ»

- Программа испытаний для сдачи АФС

Проработка нюансов проекта, а именно правильное размещение опорной площадки относительно планируемых рабочих зон по наведению на КА, выявление зон затенений, учет особенности конструкции кровли, удобное для обслуживания размещение щитов управления, кабельных вводов, правильное расположение трапов и поручней потребовало кропотливого и профессионального взаимодействия со специалистами заказчика.    

2.  Позиционирование антенной системы таким образом, чтобы использовать ее полный технический функционал, заявленный производителем, а именно работа с КА, находящиеся в диапазоне перемещения по азимуту 120 град – 238,6 град – 118,6 град. Данная антенна является одной из немногих на рынке способная перекрыть азимут 120 град при непрерывном перемещении без дополнительных разборно-сборных манипуляций.

3.  Провести строительные работы опорной площадки с подъемными операциями на высоте 20 м, правильно сориентировать опорный фланец для ОПУ. Ошибка в позиционировании исключает работу на одном из ключевых КА, что является краеугольным камнем по данному проекту.

4.  Качественно провести монтаж и сборку АФС ESA37: сборка рефлектора, юстировка контррефлеткора, сборка и монтаж фида, сборка конструкций ОПУ.

 5.  Провести монтаж кабельной линии от АФС до аппаратной, выполнить сборку ВЧ разъемов, провести коммутацию.

 6.  Провести испытания и замеры характеристик АФС.

Ход работ.

Расчет несущей способности кровли.

На этапе обследования, а далее проектирования с расчетом несущей способности стало понятно, что планируемая размещаемая конструкция (АФС и опорная площадка 3,7*4,7 м) потребует решения распределения нагрузки на трех вертикальных якорях: две смежные внешние стены и кирпичная колонна технического этажа. Отметим, что результаты расчета прочности и устойчивости несущей способности колонны показали потребность в усилении обоймой из уголков, что было выполнено в течение строительных работ.

Для расчета нагрузки были приняты следующие значения:

- собственный вес конструкции рамы – 2835 кг

- вес параболической спутниковой антенны ESA37 3,7 м – 500 кг

- вес ограждения площадки – 9 кг/м

- вес пола площадки – 11 кг/м

- снеговая нагрузка – 184 ка/м2 (Ш район)

- нагрузка от обслуживающего персонала – 50 кг/м2

- ветровая нагрузка на параболическую антенну диаметром 3,7м (II-ой ветровой район, 30 кг/м2)

Отметка основания рамы, относительно рельефа местности – 20 метров

Результаты расчетов показали, что конструкция рамы соответствует действующим строительным нормам и правилам:

- Коэффициент устойчивости системы – более 10, при минимально допустимом – 1,3

- Несущая способность продольных балок использована на 53%

- Несущая способность поперечных балок использована на 44%  

На этапе проектирования было предложено и согласовано с заказчиком проложить кабельные трассы для ВЧ тракта и оптики, тракта электро-питания по тех. этажу, а не по лоткам на кровле, как изначально планировалось, для исключения воздействия ультрафиолета и внешним осадкам и как следствие для увеличения срока полезного использования кабельного тракта системы.

Для удобства обслуживания спроектированы два трапа и расширена площадка перед рефлектором и контррефлектором.

Проект производства работ.

Компанией Navtelsat разработан проект производства работ (ППР), который является основным регламентирующим документом, позволяющим понять заказчику, что будет происходить на строительной площадке, сколько специалистов будет на строительной площадке, график работ, количество и тип подъемных механизмов, размещение материалов, организация охраны труда на рабочих местах.    

Строительные работы. Монтаж опорной площадки.

Этап сборки и монтажа опорной площадки выполнен в течение семи рабочих дней согласно проектной документации, в результате правильной организации, монтаж завершен в срок несмотря на сложные погодные условия.  Проведены работы по изоляции кровли, выполнен расчет и позиционирование опорного фланца антенны, произведена финальная окраска площадки.    

Сборка антенно-фидерной системы ASC Signal ESA37.

Несмотря на то, что специалисты компании Navtelsat имеют огромный опыт сборки антенн ASC Signal и данный диаметр в 3,7 м далеко не самый большой, но сборка и монтаж АФС на кровле потребовали дополнительной сконцентрированной и внимательной работы. Согласно ППР и инструкции по вводу в эксплуатации АФС, рефлектор был собран на земле на выровненной поверхности с соблюдением всех предписаний производителя по сборке: неправильно собранный рефлектор и как следствие деформированная геометрия привела бы в негодность функционал антенны (коэффициент усиления, диаграмма направленности и как следствие шумовая температура, коэффициент использования поверхности). После проведения проверки правильности сборки, рефлектор был смонтирован на заранее установленное опорно-поворотное устройство (ОПУ) на кровле при помощи подъемного крана. Процедура установки и калибровки контррефлектора была выполнена с первой итерации оптимальным образом, что показали дальнейшие испытания и замеры.

Натурные измерения.

Измерения проводились в ясную погоду за АФС при помощи анализатора спектра и антенных цепей Anritsu S362E SiteMaser и анализатора Promax HD Ranger+, конвертеры двухдиапазонные SMW WDL-PLL type E F ±10 kHz 10,70-11,70 и 11,70-12,75 ГГц на каждый порт двухпортового облучателя.

1.  Соответствие заявленным производителем параметру работаты с КА при непрерывной перестройке по азимуту 120 град.

Задача по данным измерениям стояла опознать спутник по сигналу маяка, предварительно настроив АФС на расчетные значения азимута и угла места и тем самым подтвердить прием сигнала в крайне возможных азимутальных точках. В результате было получено реальное значение перемещения по азимутальной плоскости в 125,2 град, что превышает заявленный производителем показатель в 120 град.

2.  Измерение диаграммы направленности и боковых лепестков.

Диаграмма направленности и боковые лепестки измерялись на геостационарном борту Express AM 22 в орбитальной позиция 80E. Частота маяка 11200,0 МГц R. Измерения проводились с помощью анализатора спектра Anritsu S362E на частоте 1450,0 МГц (частота гетеродина 9750,0 МГц) в режиме "нулевой развертки". Первые боковые лепестки имеют уровни -13.8 дБ и -14.2 дБ симметрично относительно главного лепестка диаграммы направленности антенны. Диаграмма направленности антенны - 0,48 гр.

Уровень боковых лепестков говорит о практически оптимальном облучении зеркала с точки зрения шумовой температуры и коэффициента полезного действия и подтверждает минимальное смещение фазового центра и правильность сборки и юстировки АФС.  

Выводы

Данная АФС ESA37 3,7 м на протяжении уже около двух десятков лет используется профессионалами как приемопередающая и приемная антенна, которая зарекомендовала себя надежной в работе, не требующей сложного технического обслуживания, АФС с отличными энергетическими и геометрическими характеристиками для работы в Ku- и С-диапазоне.

Также к положительным качествам данной АФС следует отнести:

1.  Большой, не имеющий аналогов на рынке АФС, угол перемещения по азимуту в 120 град, параметр, который экспериментально был подтвержден Navtelsat. Данный параметр в сочетании с хорошей энергетикой позволяет работать с максимальным набором КА, что особенно было важно в этом проекте.

2.  Возможность работы на прием в полном Ku - диапазоне 10,7 – 12,75 ГГц в ортогональных вертикальной и горизонтальной поляризациях.

3.  Возможность в дальнейшем, при производственной необходимости заказчика, дооснастить АФС для работы на передачу путем изменения конструкции существующего фида.

4.  Относительная простота установки и отсутствие сложной процедуры настройки контррефлектора, минимальная вероятность ошибки при сборке рефлектора. 

5.  Оптимальный коэффициент усиления.

6.  Низкий уровень боковых лепестков, что дает возможность работать с КА на низких элевациях.

Компания Navtelsat успешно завершила очередной технически сложный, интересный и полезный проект. Мы уверенно и последовательно демонстрируем высокий потенциал своих возможностей по проектированию и разработке сложных систем и готовы предложить полный спектр услуг по построению объектов связи.

Navtelsat является официальным представителем компании ASC Signal (наст. вр. СPII - Communications & Power Industries LLC; США, Канада) и предлагает к поставкам и интеграции полный перечень продукции данной компании.