北京地球站 張金虎 王馨銘

一、引言

在衛(wèi)星通信地球站中，高功率放大器是上行系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用是將經(jīng)過變頻后的低電平射頻信號(hào)進(jìn)行放大，通過天線發(fā)到衛(wèi)星上。隨著各地球站的業(yè)務(wù)的不斷增加，需要一種投資較少、維護(hù)方便且能滿足多載波業(yè)務(wù)上行的高功放設(shè)備。行波管高功放（TWTA）因具有寬頻帶、高功率的特性，適用于我國廣播電視業(yè)務(wù)上行，特別是多載波業(yè)務(wù)上行。

二、行波管功放的運(yùn)行維護(hù)

行波管高功放由于體積小、占地面積小、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于多載波業(yè)務(wù)上行的地球站，本文以某公司生產(chǎn)的2.25kW行波管高功放為例對(duì)其維護(hù)進(jìn)行介紹。

2.25kW行波管高功放主要由電源單元和射頻單元組成，電源單元主要負(fù)責(zé)為高功放提供電源供給，射頻單元?jiǎng)t主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。其運(yùn)行維護(hù)主要做好以下幾點(diǎn)：

1.維護(hù)的基本任務(wù)

（1）保證高功放正常工作。保證高功放的機(jī)械性能、電氣性能的技術(shù)指標(biāo)實(shí)時(shí)滿足要求；合理配置系統(tǒng)，延長設(shè)備的使用壽命，發(fā)揮設(shè)備的最大效能；及時(shí)準(zhǔn)確排除故障隱患，避免造成設(shè)備的損壞，減少設(shè)備故障損失。

（2）做好日常維護(hù)工作。保證設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境；記錄高功放運(yùn)行的主要參數(shù)；檢查散熱風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況；檢查高功放帶功率輸出時(shí)波導(dǎo)的發(fā)熱情況。

2.維護(hù)周期及內(nèi)容

表1 維護(hù)周期及內(nèi)容

3.維護(hù)的具體事項(xiàng)

（1）日常巡視檢查項(xiàng)目

⊙ 巡視環(huán)境的溫濕度情況，電源及設(shè)備的連接線連接緊固情況，波導(dǎo)有無變色和發(fā)熱情況以及設(shè)備的清潔情況。

⊙ 運(yùn)行參數(shù)值的巡查記錄，對(duì)微小變化進(jìn)行關(guān)注，加以分析。

⊙ 散熱風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)的檢查，主要是查看有無卡滯現(xiàn)象，有無異響，風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)的壽命一般在40000小時(shí)左右。

⊙ 空氣濾塵網(wǎng)的定期清潔及更換，濾塵網(wǎng)每周清潔一次，每二周清洗一次，可以定期更換空氣濾塵網(wǎng)，以保證濾塵效果。

（2）停機(jī)檢查項(xiàng)目

⊙ 檢查各部件之間的連接是否正常，各部件的接頭是否有松動(dòng)或損壞情況。

⊙ 檢查電源線是否有退變色、絕緣不良和損壞情況。

⊙ 檢查內(nèi)外部連接線纜有無破損或污垢現(xiàn)象。

⊙ 檢查波導(dǎo)連接情況，查看波導(dǎo)有無掉漆、變色、裂縫及密封不嚴(yán)的情況。

⊙ 檢查各部件有無破損、斷線及腐蝕情況并進(jìn)行處理。

⊙ 內(nèi)部清潔主要是對(duì)射頻單元和電源單元進(jìn)行內(nèi)部除塵和內(nèi)部清潔，至少每半年進(jìn)行一次，有條件的可以每季度進(jìn)行一次。

（3）功能檢測(cè)。主要包括LED燈檢測(cè)、波導(dǎo)電弧檢測(cè)和開機(jī)檢測(cè)。LED燈檢測(cè)和波導(dǎo)電弧檢測(cè)在系統(tǒng)菜單下進(jìn)行相應(yīng)操作，至少每季度進(jìn)行一次，有條件的可以每個(gè)月進(jìn)行一次；建議每季度進(jìn)行一次完整的初始化開機(jī)檢測(cè)程序。

（4）參數(shù)校準(zhǔn)。建議每半年必須對(duì)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)一次，參數(shù)主要有輸出功率、螺旋電壓、螺旋電流等，有條件的可以每季度校準(zhǔn)一次。

（5）指標(biāo)測(cè)試。主要有功放飽和輸出功率、1dB壓縮點(diǎn)、增益、雜散和交調(diào)。

（6）備用真空管上機(jī)熱運(yùn)行，至少每半年上機(jī)運(yùn)行24小時(shí)。

四、故障案例

【案例一】散熱風(fēng)機(jī)故障

故障現(xiàn)象：高功放運(yùn)行中出現(xiàn)溫度過高告警，功放掉高壓，功放自動(dòng)切換至備機(jī)。

故障處理：本地查看高功放告警掉高壓，清除告警后，重新加高壓，加高壓后故障重現(xiàn)，檢查高功放的出風(fēng)口無風(fēng)，查看散熱風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，打開功放的射頻單元檢查散熱風(fēng)機(jī)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)散熱風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)有卡滯現(xiàn)象，對(duì)散熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換，開機(jī)后功放工作正常。

故障分析：高功放出現(xiàn)溫度過高告警有兩種可能，一是散熱風(fēng)機(jī)系統(tǒng)故障，導(dǎo)致無法散熱；二是檢測(cè)電路故障。本地查看高功放的出風(fēng)口無風(fēng)，風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)且有卡滯現(xiàn)象，判斷為風(fēng)機(jī)故障。

維護(hù)注意事項(xiàng)：高功放的散熱系統(tǒng)要定期進(jìn)行維護(hù)，必要時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)軸承添加潤滑油，散熱風(fēng)機(jī)要定期更換軸承或更換風(fēng)機(jī)，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)濾網(wǎng)清潔，平時(shí)巡視時(shí)注意風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)響聲，出現(xiàn)異常及時(shí)處理。在高功放出現(xiàn)過溫告警時(shí)，不要盲目開機(jī)加高壓，避免對(duì)管子造成損壞。

【案例二】線性器故障

故障現(xiàn)象：高功放的輸出功率出現(xiàn)降低，一段時(shí)間后功率又出現(xiàn)回升，功率反復(fù)出現(xiàn)變化，且無規(guī)律性，功放本身也無告警。

故障處理：將在播業(yè)務(wù)倒換至備用系統(tǒng)播出，檢查高功放的輸入信號(hào)線纜連接緊固情況良好，對(duì)高功放輸入信號(hào)進(jìn)行測(cè)試無變化，對(duì)高功放的工作的各個(gè)環(huán)節(jié)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試線性器輸出處信號(hào)時(shí)，信號(hào)電平有較正常值有變化，對(duì)線性器進(jìn)行更換，并進(jìn)行測(cè)試調(diào)整后，高功放工作正常。

故障分析：引起高功放功率變化多為輸入信號(hào)不穩(wěn)造成的，或是信號(hào)線纜接觸不良，也可能是線性器故障導(dǎo)致的。對(duì)高功放的輸入信號(hào)進(jìn)行測(cè)試未發(fā)現(xiàn)變化，檢查信號(hào)線纜連接牢固，逐級(jí)測(cè)試高功放各點(diǎn)的信號(hào)電平，發(fā)現(xiàn)在線性器輸出處信號(hào)電平有變化，判斷為線性器故障。

維護(hù)注意事項(xiàng)：高功放的各點(diǎn)信號(hào)電平應(yīng)定期進(jìn)行測(cè)試并記錄，高功放的重要參數(shù)應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)，線性器也應(yīng)該定期核實(shí)工作情況，出現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行更換或調(diào)整，在更換新的線性器時(shí)要進(jìn)行測(cè)試，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

【案例三】檢波二極管故障

故障現(xiàn)象：高功放的網(wǎng)管系統(tǒng)和高功放面板輸出功率無顯示，節(jié)目上行載波正常，節(jié)目播出正常。

故障處理：將在播業(yè)務(wù)倒換至備用系統(tǒng)播出，對(duì)高功放進(jìn)行逐級(jí)檢查，測(cè)量高功放的前面板耦合輸入口和輸出口的電平值正常，判斷為功率顯示單元連接線纜或檢波二極管故障，檢查線纜連接無異常，測(cè)試檢波二極管斷路，對(duì)檢波二極管更換后，功放功率顯示正常。

故障分析：高功放無功率顯示有兩種可能，一是管子故障確實(shí)沒有功率輸出，另外一種可能是檢測(cè)電路故障。載波正常，說明上行載波正常，測(cè)量功放的前面板耦合監(jiān)測(cè)口功率顯示正常也證明管子工作正常，問題在檢測(cè)電路上，檢查線纜連接沒問題，故障點(diǎn)在檢波二極管上。

維護(hù)注意事項(xiàng)：高功放的顯示數(shù)據(jù)應(yīng)定期校準(zhǔn)，定期對(duì)線纜連接情況進(jìn)行檢查和緊固。

【案例四】中功放故障

故障現(xiàn)象：運(yùn)行中播出業(yè)務(wù)的載波大幅度降低，業(yè)務(wù)出現(xiàn)中斷，高功放無告警，輸出功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常值。

故障處理：將業(yè)務(wù)倒換至備用系統(tǒng)上行，對(duì)高功放進(jìn)行逐級(jí)檢查。檢查各設(shè)備的信號(hào)輸入輸出線纜連接牢固，對(duì)上變頻器輸入的中頻信號(hào)電平進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)電平正常；對(duì)上變頻器輸出電平進(jìn)行測(cè)試，電平正常；對(duì)中功放輸出進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電平低于正常值；判斷為中功放故障，更換中功放后，高功放工作正常。

故障分析：出現(xiàn)播出業(yè)務(wù)中斷，載波大幅度降低，說明輸出功率不正常，低于正常值。這種情況可能為信號(hào)線纜接觸不良造成的，可能出現(xiàn)在中頻信號(hào)電平降低，也就是調(diào)制器故障導(dǎo)致輸出信號(hào)降低；也可能出現(xiàn)在上變頻器故障上，導(dǎo)致輸出信號(hào)降低；還有可能是高功放本身的中功放和管子故障導(dǎo)致輸出信號(hào)降低。對(duì)設(shè)備輸入輸出線纜進(jìn)行檢查，信號(hào)的線纜連接牢固，對(duì)信號(hào)的中頻電平和上變頻器輸出電平進(jìn)行測(cè)量電平無變化，對(duì)中功放輸出測(cè)量電平異常，低于正常值，判斷為中功放故障。

維護(hù)注意事項(xiàng)：高功放運(yùn)行中要定期對(duì)信號(hào)電平進(jìn)行測(cè)量記錄，定期對(duì)顯示參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)要注意高功放的輸入信號(hào)電平大小，避免信號(hào)電平過大造成功放的器件損壞。

【案例五】高壓模塊工作異常

故障現(xiàn)象：同一機(jī)房內(nèi)三部功放相繼出現(xiàn)Helix Under-voltage Fault，將功放STANDBY重新加高壓，高壓逐漸降低，3～5分鐘后重新出現(xiàn)故障。

故障處理：將功放高壓故障門限調(diào)低后設(shè)備可以工作一段時(shí)間，經(jīng)過逐級(jí)測(cè)試發(fā)現(xiàn)由于機(jī)房環(huán)境濕度較大，導(dǎo)致功放內(nèi)部有結(jié)露現(xiàn)象，導(dǎo)致高壓模塊中的電壓檢測(cè)耦合電阻（恰好同一批次生產(chǎn)的功放未作防潮涂層）受潮，檢測(cè)高壓降低所致。在加高壓期間，高壓隨環(huán)境的溫濕度變化呈周期性變化。在機(jī)房增加除濕設(shè)備后，故障消除，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，后又對(duì)高壓模塊做了防潮處理，故障未再出現(xiàn)。

故障分析：功放出現(xiàn)Helix Under-voltage Fault，故障應(yīng)該在電源單元，主要是高壓模塊，一種是高壓模塊故障無高壓輸出，另一種是檢測(cè)電路故障。在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)調(diào)整高壓門限后功放可以加上高壓，而且能正常工作，在濕度變大后故障又會(huì)重現(xiàn)。經(jīng)對(duì)機(jī)房環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，增加除濕設(shè)備，故障消除，測(cè)試功放的工作電壓和輸出電壓正常。經(jīng)測(cè)試后主要是高壓模塊中的電壓檢測(cè)耦合電阻（未作防潮處理時(shí)）在濕度變大后檢測(cè)高壓變低所致。

維護(hù)注意事項(xiàng)：機(jī)房嚴(yán)格保證設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，主要是溫度在23±2℃，濕度在30%～65%的范圍內(nèi)，保持環(huán)境的潔凈度，這樣對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和延長管子的壽命都有好處。

五、結(jié)束語

2.25kW的行波管高功放因其獨(dú)有的特點(diǎn)得到了推廣和應(yīng)用，經(jīng)過幾年的使用，從運(yùn)行情況表明運(yùn)行比較穩(wěn)定，是一款不錯(cuò)的功放，但在運(yùn)行中也出現(xiàn)過上述一些故障。高功放穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)是做好運(yùn)行維護(hù)工作，各單位可以根據(jù)自身的條件制定合適的運(yùn)行維護(hù)周期，并在高功放的運(yùn)行維護(hù)中不斷地進(jìn)行完善，進(jìn)而保證高功放的穩(wěn)定運(yùn)行。