Harris全固态电视发射机的双工器烧毁吸收电阻故障分析与处理

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【摘要】本文对harris的10kW全固态电视发射机双工器烧毁吸收电阻的一种故障现象及其成因作出描述与分析。

【关键词】全固态电视发射机;天馈系统;吸收电阻;双工器;驻波比

我们电调总台使用美国HARRIS公司10kW全固态电视发射机进行八频道电视节目的无线覆盖，在使用过程中曾经出现过天馈系统的部分器件特性变坏，甚至烧毁吸收电阻的故障。

当设备出现上述故障时，发射机有如下的故障报警状况：

（1）驻波比超限指示灯时常点亮;

（2）图像的反射功率从正常的20W左右增大到100W以上，甚至高达200W;

（3）伴音功率放大模块的功率输出被封锁，同时故障检测显示灯闪烁一次，故障手册表明为模块驻波比过大，不能使伴音功率放大模块正常工作。

以上故障状况表明，图像和伴音的反射功率都增加，驻波比超限指示灯又点亮，就可以断定馈线系统存在驻波比超标，该超标驻波一定存在图像和伴音的共用部分，即故障部位可能在双工器系统和天线馈线系统。

1.双工器原理的简单分析

为了排除故障，现对该系统中的关键器件双工器的工作原理做一个简单分析，以利于解决问题。

Harris 10kW电视发射机的双工器原理如图1所示。

（1）此双工器由两个3dB定向耦合器，两个伴音同轴反射器，一个吸收负载电阻R和馈管等组成;

（2）图像发射机输出的图像信号加在3dB定向耦合器Ⅰ的输入端1，则直通端4和耦合端2分别输出电压相等，相位相差90°的两路图像信号。已调谐的伴音同轴反射器对图像信号载频呈现谐振特性，因此，两路信号送至3dB定向耦合器Ⅱ的2、4端，进行功率合成，在端口1互相抵消，在端囗3功率同相相加，图像信号送至天线;

（3）伴音发射机输出的伴音信号加在3dB定向耦合器Ⅱ的端囗1。此时，端口3为隔离端，信号分为两路，由2、4端口输出两路电压幅度相等，相位相差90°的伴音信号，在向前传输途中，遇到伴音同轴反射器。因伴音同轴反射器对伴音载频呈串联谐振形成全反射，由于路由相同，端口2、4的伴音信号幅度仍然相等，相位仍相差90°，在3dB定向耦合器Ⅱ中，伴音信号进行功率合成，由端口3输出至天线;

（4）但在实际应用中，伴音同轴反射器对伴音信号并非呈理想的全反射，泄漏的伴音信号幅度相等，相位相差90°，加在3dB定向耦合器Ⅰ的端口2和端口4中进行功率合成。在端口1，泄漏伴音信号相互抵消，不会串扰图像发射机，在端口3同相叠加，消耗在匹配的吸收电阻R上。

2.吸收电阻R烧毁直接原因的四种可能性

由Harris 10kW电视发射机的双工器工作原理可知，造成吸收电阻R烧毁的直接原因有四种可能性：

（1）3dB定向耦合器Ⅰ调整不当。理论上3dB定向耦合器Ⅰ的端口3没有功率输出，因为3dB定向耦合器是由一个金属外壳和壳内两根互相平行金属板构成的，如果金属板变形，就会使隔离度变差，有部分功率在端口3输出，引起吸收电阻R烧毁。

（2）伴音同轴反射器调整不当。如果伴音同轴反射器没有准确地调整在伴音的谐振频率上，致使频率偏移过大，不能形成理想的全反射，有相当部分的伴音信号泄漏到3dB定向耦合器Ⅰ的端口2和端口4，在端口3合成输出，致使吸收电阻R不能承受如此大的泄漏功率而烧毁。

（3）天线驻波比指标变坏，会使馈线内存在较大驻波，该反射波就会在3dB定向耦合器Ⅰ的端口3叠加输出，从而烧毁吸收电阻R。

（4）如果伴音反射频率产生了偏移，也会出现吸收电阻R的烧毁，分析情况等同于第2点的现象。

3.检修处理

天线馈线系统故障的检修，通常使用天线分析仪对传输通道进行测试，看是否符合规定的要求，是否有异常现象出现，从而可以迅速找到故障所在，使工作有的放矢。

恰逢电调总台对八频道天馈线系统进行局部更新改造，期间可以利用天线分析仪对天馈系统进行逐段测试，并与以前测试情况比较，发现天馈线系统的指标已经超出了正常指标要求。

我们从天馈系统的软馈连接法兰开始逐个接头拆开检查，发现有两个硬馈的芯子变形，接触不良使其输入匹配的驻波比变坏了。更换正常芯子，重新紧固后在图像输入口测得的输入匹配波形有所好转，但发射机还不定时会出现驻波比超限指示灯时常点亮故障，图像的反射功率能从正常的20W左右增大到100W以上。

继续检查双工器的吸收负载，发现该负载特性已经变坏，并且连接负载的L16连接头已经损坏，分析是由于其接触不良而发热导致，把全部器件处理后，以上故障现象彻底排除，至今再也没有出现过Harris全固态电视发射机的双工器烧毁吸收电阻的故障。