卫星地球站射频系统的维护

□赵新宇

地球站射频系统主要包括调制器、上变频器、高功放三个主要设备。相对于小信号系统，射频系统工作在高电压、大电流区域，故障率较高，小信号系统故障对卫星传输可造成下行信号马赛克、黑场，射频系统故障会引起的发射载波异常（甚至中断）。就安全播出而言，射频系统故障带来的后果也更严重。因此，射频系统一直是地球站设备维护的重点和要点。

地球站射频系统的组成

在广电总局62 号令《卫星地球站实施细则》中，明确要求广播电视卫星地球站必须要配置1:1 上行系统和独立的备播系统，因此近年来全国地球站都新增了备播系统。1:1 射频系统主要由主、备用调制器，中频切换开关，主、备用上变频器，上变频倒换开关，主、备用高功放及功放倒换开关组成，如主路设备出现故障，倒换开关将自动切换到备用设备，确保正常播出。

一、调制器及中频切换开关。调制器的主要作用是将编码器送来的TS 流信号进行QPSK 调制，变成70 MHZ的中频信号输出至上变频器，并具有L 波段信号输出，供IRD解调出视、音频信号，用于监测。主要参数设置有调制参数（包括符号率、FEC、滚降系统等）和输出电平。调制参数在地球站入网测试时就有标准的设备，上星播出后不允许随意改变的，因此日常维护中一般季度检修时进行对照检查就可以。中频输出电平和频率是调制器检修维护的重点，月检时必须用功率计和频率计对输出信号进行测量。输出频谱测试在年检中进行，频谱应落在国标所给定的模板内。

调制器其他的常规维护包括告警信息（周）、清除浮尘（周）、告警功能（季）等都需要按规程进行检修。中频切换开关的自动、手动倒换测试在月检中进行。

二、上变频器及倒换开关。上变频器的主要作用是将已调制的中频信号无失真地变换成上行微波射频信号。在目前的卫星地球站中，普遍采用的是二次变频方式的上变频器，即从中频（70M）先变到较高的中频（1GHz 左右），然后再由此高中频变到卫星发射频率（C 波段6GHz）。

上变频器的主要参数设置包括输出频率和输出电平，季度检修时用功率计和频率计对输出信号进行测量，月度检修时对本振进行频率测量。上变频器其他的指标包括相位噪声和增益，一般在半年检（或年检）时进行测试。其他的日常维护与调制器类似。

三、高功放及倒换开关。高功放的主要作用是将上变频器送来的C 波段小信号加以放大，通过馈线送至天线。地球站高功放主要分为速调管、行波管、固态三种类型，广播电视卫星地球站因抗干扰需要都采用速调管功放。

高功放是射频系统中最易发生故障的设备，日常维护如下表所示。高功放指标测试主要包括整机增益（半年）、冷却风机（半年）、1dB 压缩点（年检）。

高功放日常维护任务表

四、射频系统年度整体测试。地球站射频系统作为一个整体，年度测试主要包括带外杂散、三阶互调、上行功率稳定度和频率稳定度、系统电平调整等项目。

射频系统典型故障分析

一、上变频器相位噪声超标引起下行信号出现马赛克。下行信号出现马赛克，载波正常，一般情况是小信号系统（如光端机、编码器）出现故障引起的，极少发生在射频系统。但上变频器因使用年限过长，设备老化，相位噪声超标也会导致信号误码率增加，从而引起下行信号出现马赛克。特别需要指出的是，相位噪声超标，上变频器倒换开关不会自动倒换，需要人工手动倒换。

设备使用年限过长，某些指标会逐步劣化，这就要求我们在检修测试时，及早发现设备隐患，防患于未然。

二、高功放散热风扇故障导致反复自动启动。高功放突然停机，过两分钟后又自动恢复正常，几分钟后，又突然不工作，载波时有时无。检查高功放，显示散热风扇故障，因高功放具有过温自保的功能，当自身温度达到50 度时自动保护，停止工作，温度自然降低后高功放又自动启动，周而复始。

一般情况下，在设备发生故障时，为尽快恢复正常播出，我们都会将自动启动功能开启，但遇到上述情况，就会导致设备反复启动，反而会延长停播时间。

三、环境因素导致高功放告警。主、备用高功放偶尔均出现体电流瞬间异常告警（载波输出正常），过1 个小时后告警逐渐频繁，因两台设备出现同样告警，所以初步判断有可能为环境因素，检查高功放室内湿度为67%（允许值为70%）。经紧急调用大功率除湿机，将湿度降至60%后，告警消失，设备正常工作。

因射频系统工作在高电压、大电流区域，对工作环境的要求也很高。高功放采用风冷系统，换气量大，在南方的梅雨季节时，室外空气湿度大，需要大功率的工业级的除湿机才能满足设备的环境要求。

地球站射频系统维护工作遵循的原则就是预防为主，根据各系统设备运行情况制定设备的运行维护周期，以保证设备的运行稳定。由于地球站自身情况，设备运行环境的不同，制定适合自己的维护周期和维护规程，并结合实际工作，不断完善。