PSM发射机定向耦合器的工作原理及故障分析

国家新闻出版广电总局594台　牛春苗



PSM发射机定向耦合器的工作原理及故障分析

国家新闻出版广电总局594台牛春苗

【摘要】本文主要介绍定向耦合器在PSM发射机中的作用和工作性能，结合自己的维护经验介绍在运行中常发生的故障现象及分析和处理过程。

【关键词】入射电压；反射电压；电场耦合；磁场耦合；高频取样

1　定向耦合器的工作原理

定向耦合器：作为输出馈管的一段，定向耦合器监测其所在点的馈线上的入射电压和反射电压，向电控系统提供电压驻波比信号，向自动调谐系统提供输出功率采样信号，同时向双指针功率表提供驱动信号，只是整机的输出功率和电压驻波比及馈线上该点的最大电压值，高频取样原理图如图1所示：

图1　短波发射机高频取样原理图

2　定向耦合器在发射机中的作用

利用电场耦合(电容分压)和磁场耦合(电流互感器)的方法，从主馈线上取得所需要的电压，然后再把这些电压进行相加或相减，就可得到我们所需要的入射电压和反射电压。

定向耦合器的主要用途是：(1)为电控系统提供反射电压，进行驻波比保护。(2)为电控系统提供入射电压，进行过耗保护。(3)为鉴阻器提供入射电压，进行调配。(4)为功率表指示电路提供入射电压和反射电压，进行功率和驻波比指示。

3　定向耦合器的常见故障分析

3.1定向耦合器取样电容松脱

故障现象：高前激励调整正常，转到末级加功率时，衰减器输出反而减小。输出功率小，高末帘栅流比正常大，屏流小，5路电容调到限位。

故障分析：定向耦合器取样电容松脱，这样取样到鉴阻器的输入电压不正常，5路电容调不到正常值。高末负载电阻值大，屏流小，帘栅流大。帘栅流取样控制高频衰减器衰减量增大。

注意：如果因为更换电容或机械联动故障使5路电容粗调位置和正常值相差太大时，也会出现以上故障现象。

3.2定向耦合器中电阻R12断或取样线断

故障现象：粗调完成，前级调谐时时表正常，末级调谐时5路伺放一直往升的方向转，找不到调谐点。

故障分析：①本机房屏极负载阻抗R0e为320Ω，经一个Π网络进行调谐、滤波、阻抗匹配使输出阻抗为50Ω，但负载R入的变化造成阻抗不一定是50Ω。为此，在Π网络与平衡转换器之间加入一个T网络。通过调整T网络来保持Π网络有个恒定的负载阻抗，负载的变化就对调谐腔体影响很小，使腔体输出始终为50Ω，实际工作中也是先确定T网络线圈位置，再进行5路的细调，来达到最佳匹配的目的，在完全匹配的情况下，屏极输出功率Pa~=天线输入/功率Pλu

Pa~=UaIa=Ua²/R0ePλ~=Uλ²/Rλ

所以：Ua²/R0e= Uλ²/Rλ

Ua/Uλ= (R0e/Rf)½=R(常数)

式中输出功率电压Ua由检波器给出天线输入功率电压Uλ由定向耦合器给出。

②在北广150KWPSM短波发射机器，调载的方式有两种，一种是检波器取样电压与定向耦合器取样电压都为正值，另一种为检波取样电压为负值，前者调载比较精确，位置准确，后者进行调载就相对差一点。

第一种情况分析

a.原理如图2所示：

图2　中Ua为检波器来的电压，Uλ为定向耦合器来的电压

两正电压分别送入伺放小盒中差分放大器N2的反相端和同相端。当Ua>Uλ时，经伺放放大器比较，5路朝升的方向走，当Ua

b.由于定向耦合器中电阻R12断，造成 Uλ无电压或很小，也就是Ua>Uλ时，5路朝升的方向走，找不到调谐点，

第二种情况电路如图3所示。

图3

a.两个信号通过电位器进行比较，然后从电位器中心头送到37端输出，供伺服放大器给伺服电机提供正或反向转动电压。

b.当Uλ电压无，这时，检波器送来的负电压，通过电阻分压送到37端，此负电压送入伺放小盒进行比较，电机就一直升的方向走。

故障处理：①排除因负载调配网络元件故障，倒手动调谐，试机，调谐正常，表值正常，说明调配元件正常，属调谐取样问题。②进行更换电阻，焊脱掉的引线。

4　结束语

本文通过对定向耦合器的介绍及工作中常见故障类型的梳理，进一步地了解发射机故障的种类，提升了处理故障的效率。有些故障类型还有待进一步丰富补充，随着发射机的技术的发展，新的技术带来智能化先进性的同时也带来了维护问题的挑战。需要我们在工作中继续学习和总结，累积经验，进一步提高发射机的维护水平。

参考文献

[1]黄晓兵主编.TBH-522型150kw短波发射机维护手册.

[2]王春生主编.广播发送技术.