一直以来，卫星天线除雪问题一直是困扰地球站安全的播出的重要课题。本文重点介绍浙江广播
电视卫星地球站贴膜式电加热天线除雪系统改造工作，对贴膜式电加热除雪系统的优势也进行了阐述。
除雪方式的选择
浙江广播电视卫星地球站地处杭州市西湖区，具有相对独特的小气候，每到冬季，都会受到雪衰困扰。2006年建成的园林灌溉喷头式除雪装置，经过7年的日晒雨淋，部分器件开始老化；并且该装置对中小雪能够起到良好效果，但对近年来的几次大到暴雪，特别是连
续大雪效果有限。
目前，卫星上行天线除雪方式主要包括用水冲淋和用电加热两大类方案。用水冲淋方式又可分为水加热和不加热冲淋两种，用电加热方式又可分为包围式加热和贴膜式加热两种。
在此次改造中，我们采用的是贴膜式电加热除雪系统，此种除雪方式更加便捷、有效，并且可以实现边播出边除雪，能够在不影响正常播出的情况下进行除雪。
贴膜式电加热天线除雪系统介绍
本次天线电加热除雪系统的改造范围包括浙江广播电视卫星地球站目前所有在用的上行天线和单收天线。其中，上行天线包括l面9米和l面7．3米共2面发射天线，单收天线包括2面3．2米天线、2面2．4米天线、1面1．8米天线、1面1．4米天线和1面0．6米天线。改造内容包括在这些天线背面安装电加热材料和保温材料、温感器件，并能够通过位于卫星上行机房值班室的计算机远程监测、控制加热模式，确保天线表面温度符合除雪要求。
(一)系统框图
系统框图如图1，图中每个控制器可以控制5个分区，每个分区含1个加热组件和3个温度探头。控制器之间使用100Base-T以太网连接。9米天线分为36个分区，使用8个控制器；7.3米天线使用4个控制器；2面3．2米天线、l面2．4米天线、1面1．8米天线、1面1.4米天线和1面0.6米天线等下行单收天线共使用6个控制器，这样，总共需要18个控制器用于控制。控制信号通过衮换机传送到监控电脑，监控电脑放置于值班机房，值班人员可以便捷地对天线除功能进行操作，直观的观察到各面天线、各个分区的加热情况。
(二)远程监控界面
天线除雪系统监控端软件安装在值班机房的计算机上，在监控软件上就能实现各项除雪操作，主界面如图2所示：
主界面主要包括四个部分：
1、监控软件工具条部分(见图2中红色框框部分)：监控软件工具条部分位于软件上方，此部分的主要功能有：
1.1切换软件显示模式：温度模式，功率模式，电流模式以及占空比模式，如图3所示。
2.2进行不同天线状态的切换：可以切换9米天线，7.3米天线以及小天线群，如图4所示。
2.3进行系统参数的设置：进入设置菜单后，可以对各个天线参数分别进行设置，使天线达到理想的除雪效果，如图5所示。
可以设置的内容主要包括天线工作模式，天线最大功率，天线温度以及各个控制器的最大功率。
2.4天线控制：启动和关闭天线除雪功能，如图6所示。
(5)系统设置：显示和关闭状态窗及退出软件，如图7所示。
2、主窗口部分(如图2中蓝色框框部分)：为天线正面的模拟图，每一个小块为一个物理分区，鼠标放到每一个分区上，可显示该分区的实时信息，如图8所示：
模拟图为渐变色，相对设置温度越高颜色越暖，越低颜色越冷，状态一目了然。
3、右侧状态栏部分(如图2中黄色框框部分)：此部分主要显示系统实时信息，主要包括每相电流、电压、功率，天线总功率，最高(最低)温度以及平均温度。
4、下侧状态栏部分(如图2中绿色框框部分)：此部分主要显示系统通信状态，各个天线的功率以及系统的总功率。
(三)工作模式
天线根据物理形状进行多区独立闭环控制，每区根据物理尺寸使用3个或以上的温度探头，对本区温度进行检测。控制系统依据温度、功率等参数对分区进行加热。各分区使用以太网连接，共享使用类似LonWorks网络的共享数据库。各分区关键控制数据使用TCP协议，状态数据使用UDP协议，减轻网络负担。
该除雪系统有三种工作模式，分别是恒温模式、功率限制模式和自动模式。另外，在特殊状况下可以使用强制加热模式。
1、恒温模式：设置天线表面温度后，各分区对加热功率进行控制使天线表面温度保持在没定温度±0．8℃内。此模式天线表面温度稳定，在极端恶劣天气下能保证天线表面无积雪。缺点是使用功率较大(实际功率根据天线尺寸和使用环境决定，一般不大于设计功率的35％)。
2、功率限制模式：由于部分现场条件限制，无法提供恒温模式所需功率。系统根据所处“供电区域”设定的功率，自由分配分区进行加热。分区申请到功率后对该区域进行加热，温度达到设定值停止加热，释放的功率由其它分区进行申请。该模式使用功率小．但天线表面温度不均匀，可能部分分区会短时出现积雪。
3、自动模式：结合恒温模式和功率限制模式的优点，在非恶劣天气下工作在恒温模式，保证天线表面温度稳定。在极端恶劣天气下，由于功率超过“供电区域”设定的功率，自动切换到功率限制模式，保证天线正常工作。
4、强制加热模式：在远程软件无法正常使用或其他突发状况下．可以手动拨动物理开关，切换强制加热。
(四)贴膜式电加热天线除雪系统优势
该贴膜式电热天线除雪系统具有以下优势：
1、可以通过设定运行模式，调节耗电总功率，适应各种情况并保证天线正常工作；
2、系统采用分布式设计，任意设备损坏不影响整体系统运转；
3、快速提升天线表面温度，15分钟内可使天线表面温度提升20℃；
4、天线加热使用变频技术，提高加热效率，降低温度漂移；
5、恒温模式下温度稳定度高；
6、功率限制模式下使用神经元网络，自动判断天线状态，自动进行温区加热；
7、可以根据需要，扩展为多个监控端系统。
贴膜式电加热天线除雪系统实施
此次天线除雪系统实施主要分为3个部分：室外天线部分、系统供电部分以及室内监控端部分。
(一)系统供电部分：
系统供电如图9所示，设置9米天线、7.3米天线和小天线群三个控制柜，三个控制柜的电源分三路分别接入配电机房的配电柜中，其中9米天线来自隧线，其它二路来自电台线．且这三路供电均通过ASCO自动切换开关供电，当其中某路外电中断时，由地球站自备的发电机提供电源，确保除雪系统能正常工作。
同时除雪系统能根据地球站供电情况．对不同区域的天线用电功率和总功率没置限制功率，确保地球站用电安全。例如，可没置9米天线最大功率20kW，7．3米天线最大功率15kW，小天线群合计10kW。同时可没置7．3米和小天线群天线合计功率25kW，所有天线合计限制功率45kW。
(二)室外天线部分
在室外天线部分的施工中．主要有三个过程：
1、电加热膜、温度传感器以及电加热膜控制器的安装
2．各种控制线缆的连接
3． 保温膜的覆盖。
以7.3米天线为例，在施工工程中，首先将电加热膜以及温度传感器(如图4中黄圈中的红色小方块，实际在每个分区中有3个温度传感器)均匀得安装在天线背面，使其能够覆盖整个天线。然后将控制器安装在天线下方的控制柜中。
在各部分组件安装完毕后，需要进行线缆的连接．将电加热膜和温度传感器通过导线连接到相应的控制器然后进行加电测试，等到确认天线除系统工作正常后．才能进行保温膜的覆盖，覆盖保温膜的主要作用是提高除雪系统的工作效率，如图5所示。
(三)室内监控端部分：
在室外设备箱中各配置一个交换机，将每个控制器通过网线连接到交换机，每个室外交换机再通过网线连接到室内的总交换机，总交换机再连接到控制电脑上。每个控制器拥有自己独立的IP地址，安装在值班机房计算机上的监控端软件则通过向相应的IP地址发送指令来控制各个控制器的工作。
贴膜式电加热天线除雪系统使用效果及意义
浙江广播电视卫星地球站之前使用的除雪系统为水不加热冲淋除雪系统。由于此系统除雪过程中会影响上行天线的正常播出，因此需要值班员重复进行天线倒换的操作，且冲淋系统的操作比较繁琐，梢有失误就可能产生停播事故。在大到暴雪情况下，水不加热冲淋系统会出现天线冲不干净，或者是没有进行冲淋的上行天线积雪过快导致播出中断的情况，在安全播出中是很大的隐患。
在贴膜式天线除雪系统部署完成后，浙江广播电视卫星地球站经历了2次中雪天气的考验。在实际使用中，我们将各天线除雪系统的控制模式设置为恒温模式，温度设置为2℃。在天气预报有雨夹雪或者雪的情况下，提前将除雪系统开启。在天线温度低于2℃时，除雪系统会自动对加热膜进行供电，对天线表面进行加热。在温差较大时，系统会自动增加供电的功率，使天线表面温度控制在2℃±0．6℃，符合系统预期的效果：在外部环境为中雪情况下，能够做到天线表面无积雪，且上行天线播出正常，下行天线接收正常。
贴膜式电加热天线除雪系统的操作简单．对值班员的操作要求较低，在恶劣天气下能够保证卫星地球站的安全正常播出，杜绝了安全隐患，天线除雪问题已不再是困扰卫星地球站冬季雨雪天气安全播出的难题。
