DAM中波发射机天线电压驻波比过载原因分析

Transmission & Emission总第96期DAM中波发射机天线电压驻波比过载原因分析

韩安龙

（辽宁省广播电视传输发射中心033台）

【摘 要】近年来我国广播事业发展迅速，DAM数字中波广播发射机由于其较高的效率和优异的可靠性，已经成为我国各中波台站的的主流配置。我台DAM中波广播发射机投入运行多年，各项指标稳定，故障率低。但随着发射机使用年限的增加，加上环境等因素的影响， 在值班过程中多次发现天线电压驻波比过载导致降功率。现将引起此类故障的原因加以分析，作为同行交流和共同提高发射技术的借鉴。

【关键词】电压驻波比；VSWR；匹配网络；天线系统

一、发射机电压驻波比保护介绍

电压驻波比又称VSWR。当发射机正常运转时，匹配网络与天线系统得以正确调整，电压和电流同相位。而一旦匹配网络与天线系统阻抗发生变化，或产生电弧时，电压和电流的相位关系就会发生变化，产生电压驻波比过载，系统发出告警，同时控制器发出降功率指令，使发射机降低功率。电压驻波比保护电路可保护发射机和装在发射机与天线系统间的天调网络。

发射机在电压驻波比过载情况下运行，可能导致高电压或大电流，并引起打火、元件过热或元件损坏。所以电压驻波比过载即使没有导致立刻停播，处理不当也会使故障点扩大，故一旦发现发射机VSWR故障指示灯亮或LCD显示电压驻波比“故障”时需要引起足够的重视。

电压驻波比保护分为两级。第一级电压驻波比保护发生时，发射机VSWR故障指示灯闪亮或LCD呈电压驻波比“故障”闪现，载波幅度落到半功率然后回到正常功率，电波中可听到一轻微的“砰”或“喀嚓”声。这是电压驻波比保护电路在试图消除故障，电压驻波比检测器在不到1ms内检测出电压驻波比过载，然后将发射机射

频输出关闭大约20ms或更短，然后回到“正常”状态。通常发射机会将输出功率在20ms的时间内降到零来消除故障，这个零输出功率是通过调制编码板的作用将所有的PA模块关闭而实现的。如果电压驻波比故障几次都不能通过短时间关掉PA模块来消除，发射机会降低功率。如果电压驻波比过载的条件消失则不会采取后续的动作。只要这种故障的周期不超过1秒，这种类型的驻波比保护动作会不定期发生。 当第二级电压驻波比保护发生时，发射机“降功率”指示灯闪亮，VSWR故障指示灯常亮或LCD持续显示电压驻波比“故障”，PA电流和功率表读数降低，在10～30s的时间内，“降功率”指示灯会熄灭，输出功率和PA电流维持在一个比正常功率低的输出功率值上。此时说明电压驻波比传感器已检测出一个严重的电压驻波比问题，试图用第一级电压驻波比保护，但是故障连续不断存在时间超过1s。于是降功率指令发给发射机，使之在仍能运行的功率电平上工作，在发出人为的升功率指令前，功率电平会维持在低水平状态，如果故障仍然存在，发射机会再降低功率。这种情况下即使按升功率钮，升功率指令也会被忽视，电压驻波比故障源

作者简介：韩安龙，辽宁省广播电视传输发射中心033台，助理工程师，主要从事中波广播发射机的值机与维护工作。 

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必须被修复，发射机才能恢复满功率工作。

电压驻波比又分为带通滤泼器电压驻波比和天线电压驻波比。带通滤泼器电压驻波比检测电路检测发射机输出网络与合成器的负载变化，但是灵敏度较低。天线电压驻波比检测电路只监视发射机的输出负载。带通滤泼器电压驻波比过载是由输出网络的元器件故障引发的，只需找出并替换损坏元件即可修复。本文主要分析天线电压驻波比过载的原因。

二、发射机天线电压驻波比过载原因分析

一旦发现天线电压驻波比过载，可以从以下几个方面考虑。

1.天气

当雨天、风沙或天线有冰雪时，发射机会指示电压驻波比故障，可以等待天气状况转好。如果故障自行消失，说明此前电压驻波比指示故障为正常现象。正确安装天线系统内的排水和放电装置能够减少此类问题，但不能完全消除。

2.过调制

当过调制发生时，发射机会指示电压驻波比故障。降低调制至正常水平，故障会消失。

3.放电

在阻抗匹配网络、天线开关装置、传输线、调谐装置里面或在塔球间隙之间放电可能引起电压驻波比过载。一旦电弧出现，发射机输出功率会维持这个电弧。发射机输出功率断掉后，电弧会消失。放电又分为以下几类：

（1）真空电容器损坏：电压驻波比过载很可能在某一功率电平或调制下出现。

（2）放电球间隙：拉线绝缘子两端或在已接近电压额定参数工作的元件之间的静态放电或由于雷电引起的放电，静态电荷积累会出现在那些没有防备静态放电的塔上。例如排水阻塞，静电荷积累也会出现在绝缘的拉线段上。静态电荷积累会出现在雨、雪、风沙之前、期间或之后。

（3）绝缘表面的灰尘积累或潮湿以及凝结的水滴引起耐压降低：这种情况下电压驻波比过载多半出现在调制峰值。

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（4）传输线内的凝结水滴可引起传输线耐压降低：如果充在传输线内的加压气体压力下降或传输线加压装置内的脱水器故障时，可能发生这种情况。此时电压驻波比过载同样多半出现在调制峰值。

（5）在新系统中，电容器等元件或绝缘子耐压不够或放电间隙设置太近。

4.瞬变信号或其他信号变化

瞬变信号或其它信号变化会从天线系统反馈给发射机输出。

发生在雷、雨天气，或者某些情况下来自远处的闪电冲击会导致塔内电流在传输线上引起电流。该电流能到达相位检测器并给出电压电压驻波比过载信号。

其它内部信号同样能导致天线系统内产生足够大的电压和电流。它们能由相位检波器检测出来，并引起电压驻波比过载。解决这个问题的方法是在天线阻抗匹配网络上安装陷波电路或滤波器。

5.负载阻抗变化

发射机输出连接器上负载阻抗变化可由元件故障等引起。

当机器初次接入天线调谐时，前面板LCD触摸屏的“反射功率”指示和“天线零位”指示是天线工作阻抗的最好指示。发射机负载阻抗的变化会改变“天线零位”指示，同时不同程度地改变“反射功率”指示，如有可能，应用合适的阻抗测试设备检查负载阻抗并作出校正。

同时也应该注意“假负载”。假负载阻值或阻抗会随时间的推移而改变，同时加上功率后，负载发热时也会改变。如果假负载加上功率后，反射功率改变，很可能就是这个原因。

在实际值机过程中，常会发现电路的任何不起眼的小问题都可能导致发射机的一系列故障，因此我们要细心观察，将一些问题在萌芽阶段预先消除。电压驻波比保护电路对发射机和天调网络系统的保护作用至关重要，应该在季节变化时使用阻抗测试设备检查负载阻抗并做校正， 重新匹配好天线系统，做好对天线系统的定期维护，以保证安全高效的播出。