RVR TX10000型10kW调频水冷发射机更换功放模块相位调整的必要性及方法

2020-06-11

视听 2020年3期

（广西广播电视技术中心南宁分中心）

一、引言

目前我台所有主机均使用意大利RVR电子有限公司生产的新一代RVR TX10000型10kW调频水冷发射机，而发射机都是采用一个-3dB合成器把两个5kW功放模块的功率合成10kW的发送设备。发射机在长期使用过程中，一些功放模块也逐渐出现各种故障，经常需要更换备份功放模块，但为了使两个5kW功放模块合成后输出功率最大不平衡功率最小，就要进行相位调整。本文就相位调整的相关知识，分析了-3dB合成器的工作原理，并结合更换功放模块实践经验，对相位调整的必要性进一步分析总结，供同行参考。

二、-3dB合成器的工作原理

-3dB合成器的工作原理图如图1所示。

图1 -3dB合成器的工作原理图

从图1可知，-3dB合成器有输入端1、输入端2、合成端3和不平衡功率吸收负载端4,不平衡功率吸收负载端4通常接50欧电阻R 。从电磁波传输原理以及-3dB合成器的物理结构看，-3dB合成器的工作原理是：当从1端口输入相位为00功率为P的信号，2端口输入相位为-900功率为P信号时；端口3就会获得相位为00功率为2P的合成信号，而端口4无信号输出，这是从理想条件下得出的结论。也就是说要端口3获得功率为2P的合成信号，而端口4无信号输出；必须要满足条件：1端口和2端口输入的信号必须是幅度相等、相位差为900 。如果不满足上述条件，则端口3获得的功率是小于2P的，且端口4会有不平衡功率输出。

根据电磁波传输原理，当频率为f（波长为λ）的信号通过一定长度的同轴电缆时，信号会产生一定的相移；最典型的应用就是信号通过¼λ长度的同轴电缆时，信号会产生滞后900的相移。当频率为f的信号经过由电感、电容组成的放大器时，信号也会产生一定的相移。

三、RVR10kW调频发射机功率合成原理

我台RVR TX10000型10kW调频水冷发射机就是利用上述原理来进行功率合成的，该发射机功率合成原理如图2所示。

图2 RVR TX10000型10kW调频水冷发射机功率合成原理图

从图2可以看出，激励器输出的信号经2分配器得到两路相位相同的等幅信号P1和P2，P1通过5kW功放1放大后得到信号P3 ，P2通过5kW功放2放大后经¼λ同轴馈管传输得到与P3相位相差900的信号P4 ，P3和P4经过-3dB合成器进行功率合成得到大功率的信号P5 ，而不平衡输出端口P6的功率为零。

四、更换5kW功放模块相位调整的必要性和方法

（一）更换5kW功放模块相位调整的必要性

RVR TX10000型10kW调频水冷发射机在长期运行过程中，当两个5kW功放模块的其中一块出现故障不能正常工作时，就要更换上工作正常的5kW备份功放模块。虽然都是5kW功放模块，即使电路一模一样，但由于电子器件和制作精度的离散性，使得不同5kW功放模块对信号产生的相移也是不同的，为了保证输入到-3dB合成器的两路信号P3和P4的相位差为900，必须在更换5kW功放模块后进行相应的相位调整。

那么怎样在更换5kW功放模块后进行相应的相位调整呢？我们可以利用射频信号通过一定长度的同轴电缆时会产生一定相移的原理来进行相位调整。由于两个5kW功放模块与-3dB合成器是硬馈管（50欧）连接不便改变其长度，所以选择改变5kW功放模块输入端软电缆线（50欧）的长度来进行相位调整。

我们可以利用监测50欧吸收负载端不平衡功率P6的大小来进行相位调整。尝试改变新换上的5kW功放模块输入端软电缆线的长度，使得50欧吸收负载端的不平衡功率P6最小,这时P3和P4的相位差接近900，合成功率P5得到最大功率，此时功率合成效率为最高。

（二）更换5kW备份功放模块时相位调整的方法

在实践中，我们更换过多个频率发射机的5kW功放模块，方法总结如下：

1.更换功放，调整相位有两个办法，一是调5kW功放输入微动电容，但这个办法用多了容易引起电容量因接触不良改变，导致相位不平衡。二是准备多根长度不一射频线，加长或减短功放的输入线，这个方法简便，我们用得最多。图3为我们准备各种规格的射频线。

2.调整相位时，不能马上加到正常输出功率来调，有两个原因，一是两个功放不匹配，功率加不上，另外就算加上功率，因相位不平衡，吸收负载吸收功率过大，发射机很关机保护。

图3 各种规格的射频线

3.先开小功率，选择合适长度的功放输入线，使不平衡功率指示较小，再加大功率到正常播出功率，这时不平衡功率可能增大也可能减小，若减小，则选择的输入线长度合适，若增大则要更换输入线长度再试。关于增大功率，不平衡功率反而减小的原因，除相位平衡外，另一原因是当调到正常播出功率时，因先前系统统调，在此输出功率时两个功放输出相差不大。而小功率时，两个功放输出相差较大，故不平衡功率也大。