衛(wèi)星地球站射頻系統(tǒng)的維護(hù)

□趙新宇

地球站射頻系統(tǒng)主要包括調(diào)制器、上變頻器、高功放三個(gè)主要設(shè)備。相對(duì)于小信號(hào)系統(tǒng)，射頻系統(tǒng)工作在高電壓、大電流區(qū)域，故障率較高，小信號(hào)系統(tǒng)故障對(duì)衛(wèi)星傳輸可造成下行信號(hào)馬賽克、黑場，射頻系統(tǒng)故障會(huì)引起的發(fā)射載波異常（甚至中斷）。就安全播出而言，射頻系統(tǒng)故障帶來的后果也更嚴(yán)重。因此，射頻系統(tǒng)一直是地球站設(shè)備維護(hù)的重點(diǎn)和要點(diǎn)。

地球站射頻系統(tǒng)的組成

在廣電總局62 號(hào)令《衛(wèi)星地球站實(shí)施細(xì)則》中，明確要求廣播電視衛(wèi)星地球站必須要配置1:1 上行系統(tǒng)和獨(dú)立的備播系統(tǒng)，因此近年來全國地球站都新增了備播系統(tǒng)。1:1 射頻系統(tǒng)主要由主、備用調(diào)制器，中頻切換開關(guān)，主、備用上變頻器，上變頻倒換開關(guān)，主、備用高功放及功放倒換開關(guān)組成，如主路設(shè)備出現(xiàn)故障，倒換開關(guān)將自動(dòng)切換到備用設(shè)備，確保正常播出。

一、調(diào)制器及中頻切換開關(guān)。調(diào)制器的主要作用是將編碼器送來的TS 流信號(hào)進(jìn)行QPSK 調(diào)制，變成70 MHZ的中頻信號(hào)輸出至上變頻器，并具有L 波段信號(hào)輸出，供IRD解調(diào)出視、音頻信號(hào)，用于監(jiān)測。主要參數(shù)設(shè)置有調(diào)制參數(shù)（包括符號(hào)率、FEC、滾降系統(tǒng)等）和輸出電平。調(diào)制參數(shù)在地球站入網(wǎng)測試時(shí)就有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，上星播出后不允許隨意改變的，因此日常維護(hù)中一般季度檢修時(shí)進(jìn)行對(duì)照檢查就可以。中頻輸出電平和頻率是調(diào)制器檢修維護(hù)的重點(diǎn)，月檢時(shí)必須用功率計(jì)和頻率計(jì)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行測量。輸出頻譜測試在年檢中進(jìn)行，頻譜應(yīng)落在國標(biāo)所給定的模板內(nèi)。

調(diào)制器其他的常規(guī)維護(hù)包括告警信息（周）、清除浮塵（周）、告警功能（季）等都需要按規(guī)程進(jìn)行檢修。中頻切換開關(guān)的自動(dòng)、手動(dòng)倒換測試在月檢中進(jìn)行。

二、上變頻器及倒換開關(guān)。上變頻器的主要作用是將已調(diào)制的中頻信號(hào)無失真地變換成上行微波射頻信號(hào)。在目前的衛(wèi)星地球站中，普遍采用的是二次變頻方式的上變頻器，即從中頻（70M）先變到較高的中頻（1GHz 左右），然后再由此高中頻變到衛(wèi)星發(fā)射頻率（C 波段6GHz）。

上變頻器的主要參數(shù)設(shè)置包括輸出頻率和輸出電平，季度檢修時(shí)用功率計(jì)和頻率計(jì)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行測量，月度檢修時(shí)對(duì)本振進(jìn)行頻率測量。上變頻器其他的指標(biāo)包括相位噪聲和增益，一般在半年檢（或年檢）時(shí)進(jìn)行測試。其他的日常維護(hù)與調(diào)制器類似。

三、高功放及倒換開關(guān)。高功放的主要作用是將上變頻器送來的C 波段小信號(hào)加以放大，通過饋線送至天線。地球站高功放主要分為速調(diào)管、行波管、固態(tài)三種類型，廣播電視衛(wèi)星地球站因抗干擾需要都采用速調(diào)管功放。

高功放是射頻系統(tǒng)中最易發(fā)生故障的設(shè)備，日常維護(hù)如下表所示。高功放指標(biāo)測試主要包括整機(jī)增益（半年）、冷卻風(fēng)機(jī)（半年）、1dB 壓縮點(diǎn)（年檢）。

高功放日常維護(hù)任務(wù)表

四、射頻系統(tǒng)年度整體測試。地球站射頻系統(tǒng)作為一個(gè)整體，年度測試主要包括帶外雜散、三階互調(diào)、上行功率穩(wěn)定度和頻率穩(wěn)定度、系統(tǒng)電平調(diào)整等項(xiàng)目。

射頻系統(tǒng)典型故障分析

一、上變頻器相位噪聲超標(biāo)引起下行信號(hào)出現(xiàn)馬賽克。下行信號(hào)出現(xiàn)馬賽克，載波正常，一般情況是小信號(hào)系統(tǒng)（如光端機(jī)、編碼器）出現(xiàn)故障引起的，極少發(fā)生在射頻系統(tǒng)。但上變頻器因使用年限過長，設(shè)備老化，相位噪聲超標(biāo)也會(huì)導(dǎo)致信號(hào)誤碼率增加，從而引起下行信號(hào)出現(xiàn)馬賽克。特別需要指出的是，相位噪聲超標(biāo)，上變頻器倒換開關(guān)不會(huì)自動(dòng)倒換，需要人工手動(dòng)倒換。

設(shè)備使用年限過長，某些指標(biāo)會(huì)逐步劣化，這就要求我們?cè)跈z修測試時(shí)，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，防患于未然。

二、高功放散熱風(fēng)扇故障導(dǎo)致反復(fù)自動(dòng)啟動(dòng)。高功放突然停機(jī)，過兩分鐘后又自動(dòng)恢復(fù)正常，幾分鐘后，又突然不工作，載波時(shí)有時(shí)無。檢查高功放，顯示散熱風(fēng)扇故障，因高功放具有過溫自保的功能，當(dāng)自身溫度達(dá)到50 度時(shí)自動(dòng)保護(hù)，停止工作，溫度自然降低后高功放又自動(dòng)啟動(dòng)，周而復(fù)始。

一般情況下，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，為盡快恢復(fù)正常播出，我們都會(huì)將自動(dòng)啟動(dòng)功能開啟，但遇到上述情況，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備反復(fù)啟動(dòng)，反而會(huì)延長停播時(shí)間。

三、環(huán)境因素導(dǎo)致高功放告警。主、備用高功放偶爾均出現(xiàn)體電流瞬間異常告警（載波輸出正常），過1 個(gè)小時(shí)后告警逐漸頻繁，因兩臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)同樣告警，所以初步判斷有可能為環(huán)境因素，檢查高功放室內(nèi)濕度為67%（允許值為70%）。經(jīng)緊急調(diào)用大功率除濕機(jī)，將濕度降至60%后，告警消失，設(shè)備正常工作。

因射頻系統(tǒng)工作在高電壓、大電流區(qū)域，對(duì)工作環(huán)境的要求也很高。高功放采用風(fēng)冷系統(tǒng)，換氣量大，在南方的梅雨季節(jié)時(shí)，室外空氣濕度大，需要大功率的工業(yè)級(jí)的除濕機(jī)才能滿足設(shè)備的環(huán)境要求。

地球站射頻系統(tǒng)維護(hù)工作遵循的原則就是預(yù)防為主，根據(jù)各系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況制定設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)周期，以保證設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定。由于地球站自身情況，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的不同，制定適合自己的維護(hù)周期和維護(hù)規(guī)程，并結(jié)合實(shí)際工作，不斷完善。