基于麦克斯韦电磁场理论，分析了某卫星通信地球站天馈中心高频电子设备多次遭受雷击损坏的情况，提出卫星通信地球站防雷系统是一个系统工程，应采取综合防雷措施。本文提出了一种简单的卫星站防雷解决方案。
1.卫星通信简介卫星通信是以人造卫星为中继站的无线电通信。它在微波波段工作。
卫星通信已经成为一种重要的现代通信手段，在国内外得到了广泛的应用。海湾战争期间，卫星通信用于处理美军战区约90%的通信业务。
卫星通信的优点是通信距离远，与通信距离无关，工作在广播方式，容易实现多址连接，通信容量大，可传输的业务种类多，性能稳定可靠，不受地理条件限制，灵活多变等。中国的卫星通信发展迅速。
固定卫星通信地球站、车载卫星通信地球站、便携式卫星通信地球站和移动卫星通信地球站广泛应用于国内军用和民用卫星通信网络。随着卫星通信技术的发展和卫星通信业务的需求，国内卫星通信已经从单一的C频段发展到C、UHF、Ku多频段卫星通信。
在抗震救灾中，便携式卫星通信地球站和移动卫星通信地球站充分发挥了作用。本文只讨论地面固定卫星通信地球站的防雷问题。
2.某卫星站的电子设备多次遭到雷击损坏。一座卫星通信地球站的机房屋顶上安装了避雷针，距离地面约27米，用于保护机房的通信设备。
天线场内布置了三根铁塔避雷针，距离地面约32米。如图1所示，设置天线场的天馈系统电平和天线尾部的高频。
某卫星站高频电子设备的天线设备(低噪声放大器LNA和高功率放大器HPA)遭雷击损坏。在过去的几年里，天馈系统的高频设备多次被雷击损坏，要么在这个天线，要么在另一个天线。
为什么32米高的铁塔的避雷针不能让2-5米高的高频电子设备防雷，被雷击损坏？雷击损坏的卫星站高频电子设备天线如图1所示。在图1中，右侧C波段天线尾部中央的两个低噪声放大器(lna)在一次雷击中损坏，中间和左侧的两个Ku波段天线高频设备在另一次雷击中损坏。
雷电产生和雷电保护将在下面讨论。3.闪电3.1闪电是一种快速变化的电磁场。
关于雷电有几种观点，一种是恒压电路，一种是恒流电路，第三种是快速变化的电磁场，它辐射的电磁波极广，包括频率比微波高的光波。笔者赞同第三种观点，即闪电是一种快速变化的电磁场。
雷电的电磁能转化为电磁场中物体的光能、声能和热能。3.2雷电的形成。
由于大气空间场的作用，云分离并带电。雷云内电荷分布不均匀，形成多个聚集中心。
无论云中还是云地之间，电场强度都是不一致的。当云中电场强度高到一定程度时，云就会启动先导放电。
当导频信道顶部接近地面时，可以诱导迎面引导。当飞行员与迎面飞行员相遇时，就会形成一个从云层到地面的电离通道。
是雷电的主要放电阶段，并伴有雷电。地面物体被闪电击中。
简单来说，避雷针的上部空间是它的引雷空域，下部空间是它的保护范围，使它不被雷电直接击中。4.2避雷针的应用环境4.2.1避雷针防雷不应用于山地建筑。
侧向雷击经常发生在雷暴高度低于山丘的斜坡上。应采用避雷带或避雷网。
4.2.2根据《规范》防雷标准，高层建筑不应采用避雷针防雷。避雷针高度超过60米，滚球法保护范围无效。
架空避雷针的上部有一个可能被侧雷击中的空间(称为对针杆的侧击区)。架空避雷针具有很强的引雷能力，使得架空避雷针附近地面的雷电密度高于那里的平均雷电密度(称为雷击闪络区)。
尽量使用避雷带或避雷网，仅使用天线等短针进行防雷。4.2.3平原地区小型建筑物的防雷应采用避雷针。
5.雷电感应高压和雷电电磁脉冲。5.1避雷针可以防止直击雷，保护建筑物。
但是，随着科学技术的发展，现在使用了大量的电气、电子和微电子器件。雷击时，放电通道周围产生电磁感应和雷电电磁脉冲，使电力线、信号传输线、天线馈线等感应出雷电高压。
通过这些线路，引起放电，损坏电气、电子和微电子设备。5.2防雷电感采用高压，雷电电磁脉冲采用电涌保护器(SPD)。
电涌保护器安装在电子设备的外部线路(电源线、信号线、天线馈线)中，它将雷电过电压和过电流释放到地面，以保护设备。防雷装置主要由放电间隙、放电管、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管高低通滤波器组成。
根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插入损耗、带宽、电压、电流的要求，制成各种系列的电涌保护器。5.2.1波导分流式电子避雷器传统避雷器在工作频率(F)、承受功率(W)和载流量(I)之间无法兼顾、不可调和、相互制约。
众所周知，雷电冲击波99%以上的能量分布在100KHz以下的频域，而有用信号波的能量分布在几百KHz以上的频域。因此，完全可以使用由集总或分布参数电路元件组成的高通滤波器组合网络(无源和互易网络)。
将雷电波与有用信号分开，使雷电波进入地下，有用信号可以正常传输。6.电子信息的防雷系统必须有合格的接地网。
接地系统有多种方式。比较好的是选择中广防雷公司的低电阻非金属接地模块。
它的优点是适用于土壤电阻率高的土壤、腐蚀性强的土壤和高寒地区的冻土。西藏乃堆拉的一个哨所海拔4500米，属于高山火山岩地面，如图2。
以往该地区电子设备或营房建筑的防雷接地网做过多次，从960到180不等。经过多次加载土和减阻剂，最低只能53。
远远达不到4的国家标准。采用中广防雷公司的低电阻非金属接地模块。
经过计算，使用60个模块。经日本仪器4102接地电阻仪测试，接地电阻由原来的53降至3.5，达到避雷针接地电阻小于10、设备接地电阻小于4的国家标准。
攻克了西藏高海拔火山岩地面防雷接地网的老大难问题。图2西藏乃堆拉海拔4500米的火山岩地面7。
综合防雷近年来，配电室为一级防雷，主机房为二级防雷，天线场大功率放大器房为三级防雷。工作频率为12GHZ的双KU波段天线电子设备遭雷击损坏。
经查，连接电子设备的电源线、信号线、天线馈线均未安装避雷器(即SPD)。避雷塔与输电电缆之间的距离小于2m。
避雷针就是避雷器，也就是避雷针。它能防直击雷，但不能防感应雷。
良好的接地网可以使雷电通过避雷针、杆塔或引下线流入地下。雷电产生的雷电波是一种快速变化的电磁场，会在信号线、电源线、天线馈线中感应出过电压，并传输到线路两端的电子设备；当变化的雷电穿过避雷针塔或下引线进入地下时，会产生变化的感应电磁场。
信号线、电源线、天线馈线中也会感应出过电压，传递到线路两端的电子设备。如果上述线路两端的电子设备上没有安装浪涌保护器，感应过电压电流会损坏电子设备。
电子防雷，只安装了避雷针，没有安装防感应雷的防雷装置，不能防雷击。避雷针越高，越容易引来远处的雷电，增加了感应雷击的次数。
没有防感应雷装置，无异于引雷打电子设备。所以找电子设备防雷工程的设计单位和施工单位，应该是有设计和施工资质的。
施工过程要严格监督检查，竣工要严格验收。完工后检查和维护。
9.结论综上所述，雷电的雷电波是一个快速变化的电磁场。卫星站的防雷系统应采取综合防雷措施。
即直击雷防护措施、等电位联结措施、屏蔽措施、标准化综合布线、SPD设计安装、完善合理的接地系统。避雷针是避雷针，可以防止直接雷击，但也引雷，增加了电子设备的感应雷击次数。
如果不安装防感应雷装置，电子设备更容易被雷击。防雷工程的设计和施工应当找具有设计资质和施工资质的单位。
施工要严格监督检查，竣工要严格验收。卫星站的防雷系统需要改造。
直击雷保护措施可以适当修改。避雷塔的位置、高度和数量可以重新计算和建造。
从天线到室内设备的电源线、信号线和天馈两端应安装防感应雷的电涌保护器。
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