中波广播发射机故障分析及维护措施

【摘要】中波广播发射机是广播电台的核心设备之一，其稳定运行直接关系到广播节目的传输质量和覆盖效果。然而，由于中波广播发射机结构复杂、工作环境恶劣等因素，在实际运行过程中难免会出现各种故障，给广播电台的正常播出带来不利影响。本文通过深入分析中波广播发射机几种常见的故障，包括电源故障、调制故障、射频故障、天线故障等，并针对性地探讨了相应的维护措施，如定期检查、参数优化、清洁防尘等。通过采取这些措施，可以有效预防和及时解决中波广播发射机的各种故障，确保广播电台安全稳定运行，为听众提供高质量的广播服务。

【关键词】中波广播发射机；故障分析；维护措施；广播电台

中图分类号：TN92 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.13.001

中波广播发射机是广播电台的核心设备之一，其性能的好坏直接影响到广播节目的传输质量和覆盖范围。然而，由于中波广播发射机结构复杂、工作环境恶劣等因素，在实际运行过程中难免会出现各种故障，给广播电台的正常播出带来不利影响。因此，深入分析中波广播发射机的常见故障，并采取有效的维护措施，对于确保广播电台的稳定运行具有重要意义。本文旨在为中波广播发射机的维护和故障排除提供参考和指导。通过对中波广播发射机常见故障的分析和总结，提高广播电台技术人员的维护技能，减少设备故障率，进而保障广播节目的正常播出和传输质量。

1. 中波广播发射机故障分析

1.1 电源故障

电源电压不稳是电源故障的常见表现之一。中波广播发射机通常采用三相交流电源供电，要求电源电压稳定在额定值的±5%范围内。然而，受到电网波动、负载变化等因素的影响，电源电压可能出现波动或突变的情况，导致发射机工作不稳定甚至损坏。例如，当电网电压突然升高时，可能导致发射机的功率管和调制管过压而烧毁；当电网电压突然降低时，可能导致发射机的偏置电压和控制电压不足，引发工作异常。电源模块损坏是另一种常见的电源故障。中波广播发射机的电源系统通常由多个电源模块组成，如整流模块、滤波模块、稳压模块等，每个模块均包含多种电子元器件，如变压器、整流桥、电容器、稳压管等。这些元器件在长期工作过程中会发生老化、损耗等问题，导致电源模块的输出电压不稳、纹波过大等故障[1]。例如，当电解电容器老化时，其容量和耐压会明显下降，导致滤波效果变差，输出电压纹波增大；当整流二极管击穿时，会导致整流桥短路，输出电压降为零。

1.2 调制故障

调制度不足是调制故障的典型表现之一。调制度表示音频信号对射频载波的调制深度，直接影响到发射机的有效辐射功率和音频信号的传输质量。根据国家广播电视技术标准的要求，中波广播发射机的调制度应不低于85%。然而，当调制电路出现故障时，如调制管偏置不正确、调制变压器初级电路开路等，会导致调制度不足，使得音频信号在射频载波上的调制深度不够，导致发射机的有效辐射功率下降，音质变差，传输距离变短。调制失真是另一种常见的调制故障。调制失真是指音频信号在调制过程中发生非线性失真，导致输出信号中出现谐波和互调产物等干扰成分。调制失真主要由调制电路中的非线性元件引起，如调制管、调制变压器等。当这些元件的工作状态发生变化时，如调制管老化、调制变压器磁芯饱和等，会导致调制电路的非线性特性恶化，引入失真成分[2]。调制失真会导致发射机的音质下降，出现刺耳的杂音和失真，严重影响听众的收听体验。

1.3 射频故障

功率下降是射频故障的典型表现之一。发射机的输出功率直接决定了广播信号的传输距离和覆盖范围。当射频电路出现故障时，如功放管老化、匹配电路失调等，会导致发射机的输出功率下降，使得广播信号的传输距离变短，覆盖范围变小。以某广播电台使用的30 kW中波发射机为例，其额定输出功率为30 kW，但当射频电路出现故障时，输出功率可能下降到20 kW甚至更低，导致广播信号的覆盖半径从原来的500 km减小到300 km左右，严重影响听众的收听效果。谐波超标是另一种常见的射频故障。谐波是指射频信号中包含的高于基波频率整数倍的频率成分。根据国家相关标准的要求，中波广播发射机的二次谐波和三次谐波电平应分别低于载波电平的60 dB和80 dB。然而，当射频电路出现故障时，如功放管非线性失真加剧、谐振电路工作异常等，会导致射频信号中的谐波成分超过标准限值，对其他电台的正常广播造成干扰。

1.4 天线故障

输入阻抗异常是天线故障的典型表现之一。天线的输入阻抗是天线系统在给定频率下对射频功率的阻抗特性，是衡量天线与发射机匹配程度的重要参数。理想情况下，中波广播发射机的天线输入阻抗应为50 Ω或75 Ω的纯电阻。然而，当天线系统出现故障时，如馈线破损、绝缘子污闪、接地不良等，会导致天线的输入阻抗发生变化，出现电抗分量或阻抗值偏离额定值。输入阻抗异常会导致天线与发射机之间的阻抗失配，引起驻波比升高，反射功率增大，严重影响发射机的工作效率和辐射效果。驻波比升高是天线故障的另一种常见表现。驻波比是衡量天线系统与发射机匹配质量的重要指标，表示天线系统对射频功率的反射程度。在正常工作状态下，中波广播发射机的天线驻波比应小于1.5。但当天线系统出现故障时，如馈线短路、天线单元断裂等，会导致天线的驻波比急剧升高，大量射频功率被反射回发射机，引起发射机过热、过载等问题。辐射效率下降也是天线故障的重要表现。辐射效率是衡量天线系统将射频功率转换为电磁波辐射能量的效率指标，直接影响到发射机的覆盖效果。理想情况下，中波广播发射机的天线辐射效率应高于90%。然而，当天线系统出现故障时，会导致天线的辐射效率明显下降，大量射频功率被天线系统内部耗散掉，无法有效辐射到空间。

2. 中波广播发射机维护措施

2.1 定期检查电源系统

为了预防中波广播发射机的电源故障，必须建立完善的电源系统定期检查和维护制度。首先，要每月对电源模块进行一次全面检查，重点检查电容器、电阻器、二极管等关键元器件的工作状态。通过测量电容器的电容量和等效串联电阻（ESR）、电阻器的阻值和绝缘电阻、二极管的正向压降和反向漏电流等参数，评估元器件的健康状况，及时更换失效或严重老化的元器件。例如，对于铝电解电容器，当其电容量下降到初始值的80%以下或ESR上升到初始值的2倍以上时，就需要进行更换。其次，要每周对电源电压进行一次测量，确保各路电压均在额定值的±5%范围内。测量时应使用精度等级不低于0.5级的万用表或数字电压表，并且在发射机的实际工作状态下进行。如果电压出现超标波动，要及时分析原因，可能是市电电压不稳、电源调压电路失调、负载变化剧烈等因素导致，需要采取相应的措施，如改善供电环境、调整电源参数、增加滤波电路等。再次，要定期对电源线路进行检查和清洁，确保线路完好无损、连接可靠。重点检查电源线、连接插头、接线端子等容易出现故障的部位，查看是否存在断线、虚焊、氧化等问题。同时，要定期清理线路和元器件表面的灰尘、油污等杂质，避免因污染导致的绝缘能力降低、接触不良等故障。最后，要在雷雨季节来临前对电源系统进行一次全面检查，重点检查防雷器件、接地装置等防雷设施的完好性[3]。

2.2 优化调制参数

为了确保中波广播发射机调制电路的稳定工作，必须对调制参数进行优化设置。首先，要根据不同类型节目的音频特点，合理设置调制度。调制度表示音频信号的峰值电平与未调信号载波波峰值之比，直接影响到发射机的调制质量和功率利用率。一般情况下，调幅广播的调制度应控制在70%～80%之间。过低的调制度会导致发射机的有效辐射功率下降，信噪比恶化；过高的调制度则可能引起过度调制，导致信号失真和邻频干扰。因此，要根据节目的音频电平分布情况，选择合适的压限阈值和压缩比，使音频信号的动态范围与调制度相匹配，避免出现过调制或欠调制现象。其次，要定期对调制电路进行检查和校准，确保其各项技术指标满足广播发射的要求。调制电路的关键指标包括调制度、失真度、频率响应、信噪比等，需要使用专业的调制度测量仪、失真度分析仪等设备进行测试。如果发现指标偏离正常值，要及时采取措施进行调整和校准，如调整音频调制电路的偏置电压和负反馈电阻、优化射频功放电路的工作状态等。同时，要定期对调制管进行检查和更换。调制管是调制电路中的关键元件，其性能直接影响到调制质量。要选用高质量、低噪声的调制管，如进口电子管或军用质量的国产电子管，并且定期检查其工作状态，测试其关键参数如互导等。当调制管出现老化、指标下降等问题时，要及时更换，避免对调制质量产生不利影响。最后，要合理设置音频处理电路的各项参数，确保音频信号质量[4]。要根据音频信号的实际特点，合理设置各项处理参数，如压限阈值、压缩比、低通滤波截止频率等，既要改善调制效果，又要避免信号失真。

2.3 加强射频电路维护

定期对射频电路进行全面检查，重点检查功率放大管、电容器、电感器等关键元器件的工作状态。功率放大管是射频电路的核心元件，其性能直接决定了发射机的输出功率和工作效率。要定期测试功放管的阳极电流、栅极电压、阳极耗散功率等参数，判断其是否处于最佳工作状态。当功放管的输出功率下降到额定值的70%以下，或者阳极耗散功率超过额定值的120%时，就需要及时更换。对于电容器和电感器，要检查其电容量、电感量是否在正常范围内，有无明显的物理损坏或过热现象。对于损坏或严重老化的元器件，要及时更换，避免引发射频电路的工作异常。其次，要加强射频电路的清洁和防尘工作。射频电路工作时会产生大量的高频电磁场，容易吸附灰尘、金属碎屑等杂质，导致元器件之间形成短路或者接触不良，引发各种故障。因此，要定期对射频电路进行全面清洁，使用无尘布、无尘棉签等工具，清理电路板、元器件表面的灰尘和污垢。对于一些难以触及的部位，可以使用压缩空气进行吹扫。同时，要注意控制机房的温湿度条件，避免灰尘在高湿环境下形成导电通路而导致故障[5]。再次，要合理控制发射机的工作功率和工作时间，避免射频电路过载运行。射频电路的工作功率和工作时间是影响其可靠性的关键因素。长时间超功率工作会导致功放管、电容器等元器件过热，加速其老化和损坏。因此，要严格控制发射机的实际输出功率，避免超过额定值工作。最后，要定期检查和校准射频电路的各项技术指标，确保其满足广播发射的技术标准。主要检查和校准的指标包括输出功率、频率稳定度、谐波辐射功率等。要使用高精度的功率计、频谱分析仪、调制度分析仪等专业设备，对射频电路的各项指标进行测试和记录，并与技术规范进行比对。

2.4 定期检查天线系统

要定期对天线系统进行全面巡检，重点检查天线线路、馈电线、匹配单元等关键部件的工作状态。天线线路是连接发射机和天线的重要通路，其导线质量、绝缘性能、接头可靠性等直接影响到射频信号的传输效率。要定期检查天线线路的电气参数，如传输损耗、驻波比等，确保其满足设计要求。同时，要检查线路的物理状况，如导线是否存在断股、松股，绝缘层是否存在破损、老化等问题，若存在此类问题应及时更换和修复损坏的线路。馈电线和匹配单元是天线系统的关键部件，其作用是将射频功率高效地耦合到天线上，并实现阻抗匹配。要定期检查馈电线和匹配单元的电气参数，如驻波比、插损等，确保其满足标准要求。如果发现驻波比超过1.5，就需要及时调整匹配单元的结构和参数，以改善匹配状况。其次，要加强天线系统的防腐蚀和防风化工作。定期对天线杆塔和线路进行防腐蚀处理，如刷防锈漆、镀锌等，提高其抗腐蚀能力。再次，要定期检查和校准天线系统的关键电气指标，确保其满足设计要求。主要检查的指标包括辐射方向图、增益、驻波比、输入阻抗等。要使用专业的天线测试设备，如天线电桥、驻波比测试仪、场强仪等，对天线系统进行全面测试，并记录和分析数据。如果发现指标偏离正常值，如辐射方向图失真、增益下降、驻波比升高等，要及时分析原因，采取措施进行调整和优化。比如，可以通过调整天线单元的匹配电容、改变馈电线的长度等方法改善天线系统的阻抗匹配特性，提高其辐射效率。最后，要特别关注恶劣天气条件下天线系统的工作状态。在雷雨季节来临之前，要对天线系统进行一次全面的防雷检查，重点检查避雷针、引下线、接地装置等防雷设施的完好性，确保其满足相关标准和规范。

3. 结束语

中波广播发射机是广播电台的重要技术设备，其稳定运行直接关系到广播节目的传输质量和覆盖效果。然而，由于中波广播发射机结构复杂、工作环境恶劣等因素，在实际运行过程中难免会出现各种故障，给广播电台的正常播出带来不利影响。因此，广播电台必须高度重视中波广播发射机的故障分析和维护工作，通过深入分析常见故障的成因和表现，制定针对性的维护措施和管理制度，提高发射机的工作可靠性和稳定性。只有不断加强中波广播发射机的故障分析和维护工作，才能为广播事业的健康发展提供坚实的技术保障。

参考文献：

[1]苏鸿.哈广PDM3kW全固态中波广播发射机的日常维护和故障分析处理[J].西部广播电视，2023，44（11）：227-229，237.

[2]杨泽名.中波广播发射机常见故障与维护措施[J].电视技术，2023，47（04）：123-125.

[3]贺娟，王彤.探讨1kWPDM中波广播发射机的技术维护[J].长江信息通信，2023，36（01）：235-237.

[4]杨永超.中波广播发射机的维护及故障处理方法刍议[J].电视技术，2021，45（07）：85-87.

[5]李志辉，李云，马泉.1kW中波广播发射机的维护与故障处理探讨[J].中国传媒科技，2021（01）：125-128.

作者简介：郑进峰（1978—），男，广东梅州人，助理工程师，研究方向：广播电视。