黄海林

（广西广播电视技术中心南宁分中心）

一、引言

2014年，中央台在南宁微波台安装两台美国哈里斯FAX10KW调频广播发射机，播出中二、中三调频广播节目，覆盖南宁市及周边郊区，取得了良好的收听效果。在此本文结合这款10KW调频广播发射机几年来的运行情况，简要介绍其特点和正常运行的基本维护。

二、FAX10KW调频发射机的新技术特点

哈里斯FAX10KW调频广播发射机除采用新的数字激励器和开关电源以及功率放大技术之外，与众不同的地方是它有3种运行模式：正常工作模式下发射机系统可以实现所有功能，微处理器可以控制硬件设备，一些重要的设备参数可以存储在非易失性的IC芯片中；硬件控制模式下可以确保当微处理器发生故障时，将处理器与硬件系统进行隔离，以维持发射机的正常运行；生命支持模式下可以甩开前面板操控，保障发射机正常工作。通过这3种模式的切换，发射机可以在出现较大故障时，最大程度的确保安全播出。该发射机主要由激励器、射频放大系统、电源单元、系统控制器、冷却单元等组成，各单元特点如下：

（一）激励器

FAX10KW发射机采用FlexStar激励器，该激励器可工作在3种模式下：FM调频模式；HD全数字模式；FM+HD混合模式。通过对模式的调整，可满足各发射台对信号格式的要求。

激励器可同时输入（AES）数字音频信号和（L、R）模拟的音频信号。当输入模拟信号源时先做模/数（A/D）转换，随后处理方式与输入数字信号完全相同。可选择不同的调制器及载频，在FM模式下输出8W射频信号（RF）。

激励器在面板上可显示、设置、控制所有的具体数据和工作状况，自带RS485通信接口，可远程遥控。

（二）射频放大系统

FAX10KW发射机采用两级射频放大，前级驱动使用1个中功放模块（IPA），未级放大使用7个功放模块（PA）。功放模块包含一对新型功放管LDMOS-FET，相比于传统MOS-FET，LDMOS器件更适合于需要宽频率范围、高线性度和对使用寿命要求高的应用。每个功放模块均为独立插件，支持热插拔，且IPA和PA的硬件部分完全相同，8组功放模块可相互替换，为播出时的应急处理提供方便。PA的一对功放管两边都工作，通过外部一对射频接口完成驱动和合成，而IPA的一对功放管正常工作状态时只有一边在工作，遇到故障可以自动切换到另一边。拨动模块控制板上的开关可以改变功放管栅压、设置功放运行模式，以实现FM工作于C类，数字信号工作于AB类。

激励器输出射频信号送入IPA，IPA输出送入2路功率分配器，2路功率分配器的输出送入2个7路功率分频器。这样将IPA的输出分成14路相等信号送入共7个PA上的14个功放管（FET）。从14个FET输出的射频信号再送至14路功率合成器。合并为1路射频信号后经低通滤波器、定向偶合器、馈线等通过天线发射出去。定向偶合器端口还将射频采样信号送至自动功率控制（APC）及驻波比（VSWR）监控，保障发射机安全播出。

功放模块采用DC+42V至+52V范围内供电，其电压会随工作模式而变化，便于PA最大效率及工作频率的频谱最佳化。当工作FM模式时，PA输出大约1600W的FM信号至50欧负载，PA效率高达75%。

（三）电源单元

FAX10KW发射机采用7个2725W高效热插拔开关电源模块（PS）集体供电，每个电源模块电源直流输出从+42V到+52V，通过外部接口依次连到功放模块。如果电源模块发生故障，对应的功放模块将被关闭，但发射机仍可降低功率播出。与此同时，中功放模块和冷却风机的直流电源由7组电源模块并联供给，这样的措施可以保证当1个或多个电源模块发生故障或被移除时，中功放和风机依旧有电不影响正常工作，进一步确保安全播出。

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（四）系统控制器

FAX10KW发射机采用以微处理器、前面板控制器及系统连接板为主的分布式结构系统来控制。微处理器实现关键控制功能，前面板控制器为用户提供LCD界面、带灯亮的控制按键、带导航的菜单按键及LED状态指示灯等可视化操控，联接激励器、主机等各单元的系统连接板维持自动功率控制（APC）。它们既能对主机输出功率、反射功率、供电状态、风机状态等实时监控，又能对输出过荷、驻波比过大、冷却异常等故障实时告警和保护。前面板控制按键，指示开、关机及选项等简单的控制功能。LED状态灯呈现3种不同的颜色，当为绿色时表示设备正常，琥珀色时表示设备正在工作，但是存在一些问题，红色表示设备存在严重故障需要立即处理。菜单按键可以快速查看并设置菜单，也可以通过网口（RJ45）连接PC进行监控。发射机具有生命支持系统，在前面板出现故障不能工作时，依靠系统连接板支撑，发射机的生命支持系统可以继续工作，使发射机不停播，并支持前面板热插拔更换。

（五）冷却单元

FAX10KW发射机采用由多个内部风机组成的冷却系统，保证发射机内部产生的热气体有效地排出去。风扇为变速风扇，在正常运行条件下低速运转。当某个功放模块发生故障时，系统控制器将风扇提至高速运行。

三、日常维护

FAX10KW发射机投入使用以来，工作稳定。对发射机的定期维护，可延长发射机的使用寿命，提高发射机的运行效果。例行维护工作包括定期清洁、功率的监测、驻波比的监测、读取电压、电流值，以此来预判发射机可能的故障，最大限度地保障设备的可靠性和使用寿命。因此制订并严格执行维护检修计划至关重要，下表为维护周期表。

维护周期 任务每小时/每天 记录发射机运行状态读数周检 回顾一周以来记录的数据月检 1、检查更换空气过滤网罩2、检查，清洁功放模块的散热片年检 1、检查及清洁整机各单元模块2、进行功率校准3、测试主备激励器以及中功放A/B单元的切换功能4、验证外部联锁（温度传感器，接线板开关，同轴开关联锁等）

四、故障诊断

FAX10KW调频发射机多数故障都可以从面板指示灯以及系统接口板上的LED灯或者液晶显面板对故障进行诊断，以下为通过发射机前面板LED灯对故障进行诊断的方法。

（1）EXCITER(激励器)

LED绿色：发射机中处于运行状态的激励器工作正常,没有报警以及故障。

LED黄色： 激励器切换继电器动作。检查两个激励器的的故障。

LED红色：正在工作的激励器出现故障。

（2）DRIVE CHAIN(驱动链路)

LED绿色：在功放柜中的所有中功放单元均工作正常没有故障。

LED黄色：中功放单元的A路或者B路电路故障导致中功放的切换继电器动作。检查中功放单元的故障指示灯，以及故障报警日志等信息。

LED红色：中功放模块故障。检查每个功放柜中的中功放模块的指示灯，如果中功放单元指示灯的A路和B路均为绿色则继续检查每个功放柜的射频开关板。

（3）POWER SUPPLY(供电)

LED 绿色：所有在功放柜中的供电模块均工作正常没有故障。

LED红色：一个或者多个供电模块故障或者没有插入发射机。检查交流电源输入值是否低于交流190V，或者（在三相供电系统中）检查是否有缺相的现象发生。检查故障日志以及故障的供电模块以获得更多信息。

（4）OUTPUT(输出)

LED绿色：发射机处于开机状态，且发射机输出功率在额定功率的±10%摆动范围内。

LED黄色：发射机的输出功率超过额定功率的10%，或者超过了系统设定的功率上限的值，确定没有其他的报警以及故障发生，将发射功率下降到正常的额定功率即可。如果有其他报警，以及故障日志，请检查其他的指示灯。

五、结束语

FAX10KW调频发射机不仅技术指标优秀，而且设备扩展性强，只需通过调整激励器工作模式和简单的软件设置就可方便地升级为数字广播，很好地满足了广播技术未来发展趋势的需要。