试论电视电线故障应急方案及措施.docxVIP

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试论电视电线故障应急方案及措施

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摘要：天线系统是电视节目正常播出的关键设备，然而天线长期暴露在高空环境，且电磁环境较为复杂，长期日晒雨淋，保守风雪和恶劣环境的影响，天线故障也是时有发生，如何保证天线能够高质量的正常运行，定期维护天线是电视台的一大难题。除了正常检修，对天线故障的应急处理也是值得深入研究的课题，本文以某地方电视台天线系统的故障分析及应急预案为例，介绍了新调频天线的安装过程，对天线的维护具有一定指导意义。

关键字：天线系统；故障分析；应急预案

1.天线扩容

随着电视广播事业的升级和发展，之前的天线系统几乎接近满负荷运行，需求的播出功率和实际天线的容量之间的矛盾日益凸显，地方台的最大输出功率为50KW左右，已哈尔滨台为例，95年播放3个频道，功率约为25KW，但是时至今日，已有8个地方台同时播出，播出功率48KW，2008年，哈尔滨将原有的电视台进行了扩容，天线进行升级。原有天线为国产的圆极化天线，高度350m。扩容后改用国产五工器跟原有的天线构成八工器，八工器的原理框图如下：

2.天线烧蚀故障分析及应急方案

2.1天线烧蚀故障描述

天线扩容后，发射功率由20KW提高到48KW左右，起初各个发射机的功率运行正常，各个天线的腔体温度也正常，但是各个天线之间连接的级联馈管确略有升温，实测温度约为41℃（环境温度25℃）。扩容两周后，天线连续运行330小时左右，最后一节级联馈管突然电弧打火，导致多工器反射功率过大，引发保险熔断导致关机。突发情况发生后，采取临时措施，将功率由48KW降至25KW，将电弧引发打火烧蚀的馈管打开，发现腔体内的支架已经烧化，材料为聚四氟乙烯塑料，表面温度很热，不能用手触摸。

2.2天线烧蚀故障分析

通过烧蚀的现象分析，电弧打火的直接原因是馈管的发射功率过大，驻波电压超过馈管所能承受的极限值，导致电弧火花，高温引燃馈管支架。进一步分析反射功率过大的原因。

桥式连接故障引发的信号耦合问题，导致级联馈管的反射功率过大。我们知道，桥式单元的工作原理是，两个特定频率的带通滤波器、1个吸收电子R、弯头和2个耦合器组成。通过如下的结构可以看出，2个带通滤波器的作用是让评率为f1的信号通过，其余频率的信号都成阻抗特性，信号经过带通滤波器后，被3dB耦合器分为两路功率相等但是相位正交的信号，并在端口4输出，不会对频率f2的信号产生频率干扰。而f2输入后，也被分为功率相等但是相位正交的两路信号，由于带通滤波器对频率f2呈现带阻特性，就会导致频率f2的信号不能通过带通滤波器，从而在端口4与频率f1的信号进行叠加。一般情况下，f1是窄带的，f2是宽带的，f1和f2的频带隔离一般是1MHz以上，这样才能保证没有串扰。如果3dB的耦合器出现问题，导致带通滤波器不能完全滤除f2的信号，导致端口4输出功率增加。进一步检查，将桥式单元全部拆下，用网络分析仪单独分析桥式单元的各个部件，将滤波器腔体和耦合器打开，观察发现腔体内没有打火或者烧蚀的很急，各种零部件电压正常，输出功率正常，可以排除桥式单元的滤波和反射不彻底的问题。

进一步排查是否是天馈线系统的故障，当天馈线系统出现问题时，会导致整个天线系统的阻抗匹配失衡，在各级的级联馈管中形成驻波，当驻波的电压越来越高超过馈管所能承受的极限峰值电压，就会引起电弧和电火花，高温引起腔体的自燃。造成天线阻抗失衡的原因有很多，锈蚀，插头松动，空气潮湿导致天线腔体进水等等。测试电线的驻波比，在节目播出时，驻波比的极限值为1.2，虽然比值变化看似不大，但是考虑到天线老化且常年风吹日晒，雨雪覆盖，不可避免导致天线的锈蚀和松动，密封性变差导致潮气进入干区，使得整个系统的功率降低。通过示波器测量，随着频道的增加，输出功率的增大，驻波比的值也随之增大，极限接近1.8左右。锁定天线馈线系统的老化为天线故障的主要原因。

2.3天线烧蚀方案制定和实施

根据上述的分析可以得知，天线馈线的老化是导致天线功率容量下降的主要原因，为了保证节目的播出质量和充足的功率容量，建议更换现有的圆极化天线功率由48KW提高至125KW。改圆极化天线为单极化即线性计划天线，虽然圆极化的输出功率更高，但是增益较低，在相同辐射功率情况下，圆极化则需要更大的发射功率。所以为了提高天线增益，扩大频道的辐射范围，采用单极化的垂直极化。相比圆极化背腔天线，经过对比发现双偶极板调频天线，一块天线板上集成2块垂直极化的单极化天线，尺寸并没有增加，相当于变相将功率容量增大了一倍。

拆除圆极化背腔天线安装2副4层单偶极子垂直极化天线，高度350m，增益7.8dB，经校验最近覆盖距离19.5km，无障碍物最远为42km，可以满足哈尔滨市极其周边的正常观看需求。用兆欧表测试绝