衛(wèi)星地球站射頻系統(tǒng)的維護

□趙新宇

地球站射頻系統(tǒng)主要包括調(diào)制器、上變頻器、高功放三個主要設(shè)備。相對于小信號系統(tǒng)，射頻系統(tǒng)工作在高電壓、大電流區(qū)域，故障率較高，小信號系統(tǒng)故障對衛(wèi)星傳輸可造成下行信號馬賽克、黑場，射頻系統(tǒng)故障會引起的發(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重。因此，射頻系統(tǒng)一直是地球站設(shè)備維護的重點和要點。

地球站射頻系統(tǒng)的組成

在廣電總局62 號令《衛(wèi)星地球站實施細則》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 流信號進行QPSK 調(diào)制，變成70 MHZ的中頻信號輸出至上變頻器，并具有L 波段信號輸出，供IRD解調(diào)出視、音頻信號，用于監(jiān)測。主要參數(shù)設(shè)置有調(diào)制參數(shù)（包括符號率、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)測試時就有標準的設(shè)備，上星播出后不允許隨意改變的，因此日常維護中一般季度檢修時進行對照檢查就可以。中頻輸出電平和頻率是調(diào)制器檢修維護的重點，月檢時必須用功率計和頻率計對輸出信號進行測量。輸出頻譜測試在年檢中進行，頻譜應(yīng)落在國標所給定的模板內(nèi)。

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

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)制的中頻信號無失真地變換成上行微波射頻信號。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，季度檢修時用功率計和頻率計對輸出信號進行測量，月度檢修時對本振進行頻率測量。上變頻器其他的指標包括相位噪聲和增益，一般在半年檢（或年檢）時進行測試。其他的日常維護與調(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，日常維護如下表所示。高功放指標測試主要包括整機增益（半年）、冷卻風機（半年）、1dB 壓縮點（年檢）。

高功放日常維護任務(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)整等項目。

射頻系統(tǒng)典型故障分析

一、上變頻器相位噪聲超標引起下行信號出現(xiàn)馬賽克。下行信號出現(xiàn)馬賽克，載波正常，一般情況是小信號系統(tǒng)（如光端機、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，相位噪聲超標也會導致信號誤碼率增加，從而引起下行信號出現(xiàn)馬賽克。特別需要指出的是，相位噪聲超標，上變頻器倒換開關(guān)不會自動倒換，需要人工手動倒換。

設(shè)備使用年限過長，某些指標會逐步劣化，這就要求我們在檢修測試時，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，防患于未然。

二、高功放散熱風扇故障導致反復自動啟動。高功放突然停機，過兩分鐘后又自動恢復正常，幾分鐘后，又突然不工作，載波時有時無。檢查高功放，顯示散熱風扇故障，因高功放具有過溫自保的功能，當自身溫度達到50 度時自動保護，停止工作，溫度自然降低后高功放又自動啟動，周而復始。

一般情況下，在設(shè)備發(fā)生故障時，為盡快恢復正常播出，我們都會將自動啟動功能開啟，但遇到上述情況，就會導致設(shè)備反復啟動，反而會延長停播時間。

三、環(huán)境因素導致高功放告警。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 個小時后告警逐漸頻繁，因兩臺設(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，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，對工作環(huán)境的要求也很高。高功放采用風冷系統(tǒng)，換氣量大，在南方的梅雨季節(jié)時，室外空氣濕度大，需要大功率的工業(yè)級的除濕機才能滿足設(shè)備的環(huán)境要求。

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