DX200中波发射机驻波比故障浅析

2015-08-26石云峰赵保山

西部广播电视 2015年23期

石云峰　赵保山

DX200中波发射机驻波比故障浅析

石云峰赵保山

（作者单位：河南省新闻出版广电局104台）

DX200发射机中，驻波比故障的出现频率较高。轻微的驻波比故障会导致短时的射频封锁，严重时则会使发射机降低功率甚至停机。基于此，对DX200中驻波比故障产生的原因、危害进行了描述，对天线VSWR故障及驻波比自检原理进行了分析，并结合工作实际总结了个人解决故障的原则方法。

驻波比；VSWR；网络驻波比；驻波比自检；弧光检测

在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发射机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分波干扰汇合发生驻波。驻波中的两列正弦波的频率和振幅相同但传播方向相反，两列波叠加后波形并不向前推进，能量以动能和势能的形式交换储存。驻波比就是为了表征和测量天线系统中的驻波特性，即天线中正向波与反射波的情况。

天线电压驻波比表示天线与馈线阻抗匹配程度；网络电压驻波比表示天馈线与发射机输出网络阻抗匹配程度。驻波比越大，反射越大，匹配也就越差。发射机中总是存在着驻波比，合理范围内的驻波比对发射机无影响，较高的驻波比将严重影响发射机的播出质量和安全。

1　驻波比故障的产生原因及危害

引起发射机出现驻波比故障的原因主要有以下几种。

（1）天气原因。雷雨、暴雨、风沙或天线结冰等恶劣天气下；或者季节变化容易引起发射机天线或网络零位的偏移时。（2）天调室、输出网络与发射机的负载不匹配。（3）过调制时。（4）扩展功放柜和输出网络打火。（5）驻波比电路故障。

驻波比超出合理范围时，发射机会出现短时的功放关断；驻波比严重时，发射机将降低发射功率，影响播出效果与覆盖范围。过高的驻波比也会损害功放模块的功放管。

现代发射机允许在一定驻波情况下达到额定功率。因此，合理的驻波比指标是在损失功率和制造成本之间的折中权衡。

2　驻波比故障原理及分析

电压驻波比检测和处理对发射机有至关重要的保护作用。驻波比故障检测主要在输出监测板，故障响应及处理主要在控制板、模拟输入板和调制编码板。网络电压驻波比故障和天线电压驻波比故障的处理流程基本相似。因此，本章主要讲述天线电压驻波比及驻波比自检两种故障。

2.1天线电压驻波比

天线VSWR主要部分有VSWR全波检波器、本地射频封锁、VSWR故障逻辑PAL及计时以及控制板和LED板的响应处理。天线VSWR原理图如图1所示。

从输出取样板来并且经调幅的天线电压和经调相的电流取样信号加到谐振于发射机工作频率的VSWR全波检波器变压器初级绕组的两端，并由初级绕组为它们两个提供一个高阻抗。在正常调谐时，VSWR全波检波器变压器初级绕组两端的射频电压同幅同相，变压器电压输出为0；如果出现了网络VSWR故障，检波器就将这些变化进行检波，并且提供一个非零直流输出。

当VSWR检波器输出的直流电压过高时，VSWR故障比较器U18就输出一个逻辑高电平。这个高电平一方面出发本地射频封锁，将功放模块关断12ms，并触发频率合成器同步电路；另一方面这个高电平将触发VSWR故障PAL及计时电路，进行VSWR发生次数判断。如果在大约20s内就发生了5次VSWR动作，功放单元将逐渐降低功率，并在LED板指示故障。如果发射机功率已经降至降功率的限值而仍出现VSWR故障时，发射机将关断功放，并且不能自动恢复。

2.2驻波比自检

驻波比自检是测试发射机驻波比故障检测功能正常与否的电路。每次发射机开机或改变功率电平时，控制器都会产生驻波比测试请求。控制板或LED的驻波比测试按钮按下时，也会产生VSWR测试请求。

当驻波比自检功能启动时，发射机将启动射频封锁和频率合成器同步电路，而且也会在LED板显示测试结果。

弧光检测器（ARC）也会点亮VSWR自检指示灯。当发射机内的弧光检测器检测到打火现象时，弧光检测器将输出网络驻波比故障信号，进行射频封锁，并通过VSWR故障逻辑输出驻波比自检信号。

3　故障解决原则及方法

驻波比故障是发射机出现频率较高的一类故障，笔者在日常工作及学习交流中总结出驻波比故障处理的三原则：先外后内，由表及里，分段处理。具体如下。

3.1先外后内

先排除由发射机外部因素引起的驻波比故障。

在雷雨、暴雨、风沙或天线结冰等恶劣自然条件下，发射机出现驻波比故障是正常现象，这种故障是临时的并在天气好转后消失。

由于季节变换引起发射机阻抗严重失谐的驻波比故障，通常会导致发射机出现驻波比不断、功率降低、反射功率高、工作不稳定等现象。此时，需对天馈线系统进行全面检查，必要时可对天馈线系统阻抗测试分析。

图1　天线电压驻波比原理图

3.2由表及里

要根据发射机LED板的故障指示灯、仪表板的天线/网络零位、入射/反射功率，以及输出监测板的天线/网络VSWR、上/下柜电弧等故障指示灯来判定故障的大致位置，方便对故障进行细节分析。

分段处理是针对故障发生的可疑电路模块进行分段分析，判定故障的具体位置。

需要特别说明的两种故障现象是射频封锁和打火引起的驻波比测试。出现射频封锁故障时，首先要确定故障是否来自驻波比检测部分。发射机正常工作过程中突然出现驻波比自检故障，一般是由于打火引起的。此时，可查看输出监测板的上/下柜电弧故障指示灯，定位故障位置。打火一般是因为机柜内元器件松动损坏或机柜后门没关严，因此停机后，应紧固或更换相关元器件，锁紧机柜门。