中短波天馈线系统的维护及常见故障处理方法

曲 桑

（作者单位：国家广播电视总局六〇二台）

随着社会各界对广播、互联网等信息媒体的逐步重视，人们更加注重对中短波发射天馈线系统维护的研究。中短波发射天馈线系统在具体的工作中具有信号接收容易、信号覆盖面广泛、无线电信号传输距离较远等优点，因而被广泛使用。天线具有接收、辐射电磁波的功能，因此是导航设备、雷达及通信设备等无线电设备的重要组成部分。天线作为换能器可以将空间的电磁波转换为在馈线中传输的电磁波，也能将馈线中的电磁波转换为空间中的电磁波[1-2]。天馈线是电磁波传输的通道，因此天馈线在发射机系统中具有重要地位。现针对中短波天馈线系统的维护要点及常见故障的处理方法进行探讨，以期为中短波天馈线系统得以稳定运行提供保障。

1 天馈线的维护项目和周期

1.1 维护原则

对天馈线进行维修时，要求不能对正常的播出业务造成影响，不能出现播出业务中断的情况，也不能对系统的正常运行造成干扰。要确保系统的运行环境良好，确保机房内部的温度和湿度合适，一般而言，机房温度要控制在25 ℃左右，机房湿度要控制在30%～65%[3]。

1.2 维护任务

对馈电设备而言，维护任务主要包括检查充气机的工作状态、检查室外波导是否存在破损、波导连接是否紧固及馈源膜的完整性等。对伺服系统而言，维护任务主要包括检查伺服系统的工作环境、线缆是否紧固连接、散热风扇状态是否存在异常、伺服系统的参数设置情况及设备的工作状态等。对天线而言，维护任务主要包括：检查天线的主体、主面及副面是否存在漆面脱落情况，检查发现大面积脱落的漆面时需要及时进行补漆；检查天线传动装置的润滑油液面情况，当发现润滑油液面明显降低时需要及时进行补充，同时要检查是否存在漏油问题，当发现漏油时需要进行修理；检查天线传动装置的工作情况，检查电机是否存在发热、异响等情况；检查天线的接地电阻情况；检查天线限位开关情况，观察接触是否良好；检查天线的极化隔离度、驻波比、方向图及增益等电性能指标的情况，判断是否处于合格状态；检查天线丝杆的润滑情况[4]。

1.3 维护周期及维护内容

维修人员应根据天馈线系统中不同设备的特点与实际运行的情况确定天馈线系统设备的维护周期，具体如下。

1.3.1 日检及内容

对伺服系统设备而言，日检内容主要包括：设备参数是否处于正常区间；滤网是否清洁；风扇转动是否存在异常；信标接收机的机箱温度情况；设备的运行环境是否存在异常情况等。

对馈电设备而言，日检的内容包括：干燥剂是否变色；充气机的工作状态是否正常；连接波导是否完好；天线的馈源膜是否完整等[5]。

对天线的主设备而言，日检的内容包括：机械部分是否能正常工作、是否存在损坏；天线驱动电机的声音是否存在异响；天线周围是否存在障碍物等。

1.3.2 周检及内容

对伺服系统的设备进行周检时，内容主要包括：线缆结构是否紧固；设备滤网的清洁情况，必要时应进行清洁；风扇的转动情况；伺服系统设备的各项参数是否存在异常等。

对馈电设备进行周检时，内容主要包括：充气机是否能正常充气及保压；波导馈线是否存在破损；连接软波导是否存在损坏等。

对天线主体设备进行周检时，内容主要包括：限位开关的完好性；传动箱和电机是否存在漏油的情况；丝杆护套的完整性；室外线缆的绝缘性能；天线的主体、主面和副面的掉漆情况等。

1.3.3 月检及内容

对伺服系统的设备进行月检时，内容应包括：设备的接地情况；散热风扇是否能正常工作；设备滤网的检查和清理；信标接收机和天线控制器的工作情况，检查设备运行参数的情况；对天线控制器的室外单元进行清洁。

对馈电设备进行月检时，内容应包括：干燥剂是否变色，需要时应及时更换；波导充气机的间隔；波导的密封情况和连接情况；馈源膜的完整性及密封性。

对天线主体设备进行月检时，内容应包括：天线连接部分是否紧固；天线的限位开关是否能正常工作；端子和线缆接头的接触是否存在异常；室外线缆的老化严重程度，老化严重时应及时进行更换；传动箱和天线电机的润滑油是否足够，液面降低时应及时补充。

1.3.4 年检及内容

对伺服系统设备进行年检时，内容应包括：测试信标接收机和天线控制器的电池电压，电池没电时应及时更换；信标接收机和天线控制器开箱除尘，检查接头和螺丝的固定情况；天线控制器外单元的除尘及检查接头和螺丝的松紧程度；测试天线控制器的功能；检查天线控制器的参数并与参考值进行比对，对检查结果进行备份；紧固设备连接线缆和接头；验证手动调速单元的调整能力[6]。

对馈电设备进行年检时，内容应包括：测试充气机的保压、充气性能；检查干燥剂情况，酌情更换；更换馈源膜；检查软波导、波导馈线破损情况，密封软波导连接部位；检查波导连接情况，紧固波导；测试系统驻波比。

对天线的主体设备进行年检时，内容应包括：检查天线主体、主面和副面的掉漆情况，大面积掉漆时应当补漆；检查线缆接头情况及线缆的绝缘性能；限位开关的功能；检查丝杆情况，清洗润滑脂并重上润滑脂；检查传动系统和电机，更换润滑油；检查丝杠护套的破损情况，发现存在破损时应进行更换；对天线的连接部分进行检查，发现松动时应进行紧固；对天线的方向和俯仰进行调整，通过大范围转动避免锈死；检查天线的防雷接地情况，测试接地电阻；测试天线的极化隔离度、方向图及增益等电性能相关指标；入冬前需要检查天线馈源的除冰系统和除雪装置，确保其能正常工作；每3年应当重新喷漆[7]。

1.4 特殊时节、天气中天馈线的维护

每年夏季、冬季到来之前，需要对馈线电路的垂度进行适当调整，以免由于冷热交替引起馈线收缩，从而导致馈线受损，必要时可采取相应干预措施。例如，高原地区的夏季日照时间长、温度高，会导致馈线垂度提高，这就需要在夏季来临之前调紧馈线；冬季温度较低会引起馈线垂度降低，这就需要适当调松馈线，从而确保馈线电路的垂度满足指标要求。冰凌、大风及雷雨等天气过后，维修人员需要及时进行巡查以排查损坏。雨季来临前需要对塔下放电球的间隙进行调整并紧固。

2 中短波天馈线系统常见故障及处理措施

2.1 中波天馈线系统的常见故障及处理措施

馈线杆位倾斜与没有对需要加拉线的部位加拉线、拉线卡箍位置移动、拉线受碰撞及馈线杆基坑坍塌等有关。处理时，需要针对原因采取复位拉线卡箍后卡紧、馈线杆基坑增加培土后夯实等措施，同时还要注意加强巡查。

铁塔拉线突然变松与绝缘子损坏、地锚松动、螺丝螺母松动回扣等有关。当遇到这些问题时，需要针对原因采取更换绝缘子、上紧地锚及螺丝等措施，除此以外，还需要对拉线的初压力和铁塔的垂直度进行校正[8]。

底座绝缘子开裂的发生原因包括：绝缘子质量差或表面不清洁，内部存在杂质导致热量聚集造成破裂；绝缘底座不平整导致偏心受力引起破裂。当遇到上述问题时，维修人员应更换底座绝缘子，对于更换后的绝缘子要注意采取保护措施。

馈线打火的原因包括：有植物或蜘蛛网搭在内外导体上、内外导体的同心度不高、馈线垂度过大等。对此问题进行处理时，维修人员要清洁哑铃绝缘子和线路，要对馈线的垂度进行调整，确保其处于合理范围内。

天线效率低的原因可能与地网断线有关，施工时将地网剪断后没有恢复、耕地导致地网断线等都可能造成天线效率降低。地网在天线回路中具有重要作用，维修人员应通过日常的维护来确保地网完好，减少地网的损耗。

馈线效率低、行波系数不好二者间互相联系，当发生此类问题时，需要检查馈线外导体的接地线情况，检查调配室匹配元件是否发生移动或者损坏等。

馈线绝缘子电阻低与绝缘子清洁度差、绝缘子质量差存在密切关系，当发现绝缘子的电阻低时，维修人员应及时采取更换、清理等措施。

桶形绝缘子破裂的发生与绝缘子质量差、绝缘架的间距不同、绝缘架组装太松或不合适等有关，此类故障发生后，维修人员应使用新的、质量过关的绝缘子来代替破裂的绝缘子。

拉线打火、放电不畅的发生与放电间隙不合理、泄放电阻失效有关，当发生这类问题时，维修人员应对放电间隙进行调整、更换新的泄放电阻，并对拉线情况进行检查[9]。

2.2 短波天馈线系统的常见故障及处理措施

天线幕振子上哑铃绝缘断裂时，需要对绝缘子进行清洁，检查天线幕情况，并对尾巴线的张力进行调整。

馈线打火故障的发生与功率容量不足、电位梯度大于馈线临界点位梯度有关，需要增加功率的容量，同时还要结合天馈线系统所处的海拔来调整电位梯度。

阻抗失配的发生与馈线太松、几何形状改变有关，发生阻抗失配故障时，需要对馈线的垂度进行及时的调整，从而让平行输出的馈线保持平行。

馈线杆倾斜与大风、外力碰撞、大雨等因素有关，当发生馈线杆倾斜的故障时，需要将馈线杆及时扶正，将基坑填实后加装拉线，还要加强对杆路的巡视。

反射网打火故障的发生多与频率不合适相关。短波天线的频带宽，反射网则是根据固定的频率所设计，当实际频率与设计频率相差过大时会导致反射网打火、断线等故障发生。当发生这一故障时，需要在两塔上串绳，当打火断线故障比较严重时，需要对频率进行调整[10]。

下引线打火故障的发生主要是局部高电位导致，出现此类故障后，维修人员需要将相同直径的铜线绑在打火部位，从而降低电位。除此以外，还需要对馈线电路进行检查，查找高电位产生的原因并进行针对性处理。

天线幕打火故障的发生与下引线或天线振子过松、大风导致断线虚接有关，且多发生在馈电点部位，此时维修人员应对下引线、天线振子的松紧度进行调整。

3 中短波天馈线系统故障及处理实例

3.1 故障现象

某中波发射机工作时出现烧功放、功放盒亮红灯的故障，仔细观察后发现功放电流值高达18 A，发射机处于自我保护状态，功率降低后亮红灯故障消失，但将电流调整至正常值时，发射机的输出功率没有达到规定值。

3.2 初步检查及诊断

中波发射机正常工作状态下的标准电流为15 A，实际电流与额定值偏差过大时需要使用示波器检查脉宽调制器盒内电阻的方波占空比。正常情况下的电压峰值为23 V，而使用示波器对场效应管的栅极进行测试的实测值为29.5 V，因而尝试对前级电源的可调电阻进行调整以降低输出电压。将可调电阻的阻值调节到最大后将功放保险拔掉并开高压，此时使用示波器对各功放管栅极电压进行测量，发现前级电源最大的情况下，输出电压从首次实测值的29.5 V降低至24.5 V，但发射机的功放电流仍然偏大，在长时间工作后出现烧功放的情况，因此初步确认故障发生在天调网络和发射机槽路位置。重点查看天调网络时，使用网络分析仪测量故障频率匹配网络，发现实部偏离馈管的特性阻抗偏大，驻波比为1.48，说明该频率匹配网络存在失调现象。采用网络分析仪测量备用网络时发现同样存在失调现象，但是由于作为备用网络而没有发现故障。

3.3 故障处理

首先对电感线圈的阻抗进行调整，降低阻抗匹配实部和虚部的电阻，将驻波比调整为1，确保阻抗满足要求。其次调整备用网络的电感线圈，确保阻抗相匹配。经调整后试播发现功放电流正常，温度正常，未见烧功放故障。

4 结语

天馈线的维护和管理过程中，维修人员需要根据设备的特点进行维护，同时要加强巡查力度，做好系统检测，从而降低天馈线系统事故的发生率，保证发射机稳定的运行，使得其能够获得良好的播出效果。另外，为做好天馈线的维护管理工作，维修人员还需要在日常的实践和生活中不断进行总结和学习，确保天馈线系统能够安全可靠的运行，保证中心工作有效完成。