文/于賓

1 發(fā)射機(jī)中的VSWR簡(jiǎn)介

在發(fā)射機(jī)射頻電路中存在帶有能量的信號(hào)，這部分信號(hào)主要是從信號(hào)源產(chǎn)生，并接入到具有特性阻抗的傳輸線ZO當(dāng)中，該信號(hào)的負(fù)載輸入阻抗為ZL。如果想要實(shí)現(xiàn)從信號(hào)源至負(fù)載傳輸功率最大化的目標(biāo)，那么有特性阻抗的ZO就需要與輸入阻抗ZL相等，否則射頻電路中僅會(huì)有部分能量被負(fù)載吸收，剩余的部分則會(huì)被反射回信號(hào)源。可對(duì)ZO進(jìn)行如下定義：傳輸線上任意一點(diǎn)的電壓與電流的比值，由該定義可知，傳輸線上的信號(hào)由兩個(gè)部分疊加而成，一部分是入射信號(hào)，另一部分是反射信號(hào)，通常情況下，這兩部分信號(hào)的幅值并不相等，疊加后的波形為行駐波，它的特點(diǎn)體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一方面是位于波腹處的振幅為入射與反射信號(hào)峰值電壓的和，另一方面是位于波節(jié)處的振幅為入射與反射信號(hào)峰值電壓的差，具體如圖1所示。

而VSWR為電壓駐波比，可將其定義為：行駐波中，波腹處與波節(jié)處峰值電壓的比，可用下式表示：

2 大功率短波發(fā)射機(jī)VSWR保護(hù)電路原理

2.1 保護(hù)電路分析

在大功率短波發(fā)射機(jī)當(dāng)中，帶有濾波器的VSWR保護(hù)電路的工作原理與天線VSWR保護(hù)電路的工作原理基本相同，唯一的區(qū)別是前者取樣元件的位置與帶通濾波器的距離比較近，而后者則與阻抗微調(diào)電路的距離比較近。借助帶有濾波器的VSWR電路能夠?qū)Πl(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)與合成器內(nèi)任意一點(diǎn)的駐波進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)元器件發(fā)生故障問(wèn)題后，VSWR保護(hù)電路會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)起到有效的保護(hù)作用。同時(shí)，帶有濾波器的VSWR電路還能對(duì)發(fā)射機(jī)天線的負(fù)載變化情況進(jìn)行檢測(cè)，但由于帶有濾波器的VSWR電路的靈敏度相對(duì)比較低，所以需要先由天線VSWR進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后再由帶濾波器的VSWR電路完成后續(xù)的檢測(cè)工作。

2.2 兩級(jí)VSWR保護(hù)

通過(guò)對(duì)VSWR保護(hù)電路的分析可知，在大功率短波發(fā)射機(jī)當(dāng)中，VSWR保護(hù)分為兩級(jí)。對(duì)于發(fā)射機(jī)而言，VSWR保護(hù)電路的主要任務(wù)是消除故障，實(shí)現(xiàn)方法是在某一段時(shí)間內(nèi)，利用調(diào)制編碼器關(guān)閉PA模塊，從而將發(fā)射機(jī)的輸出功率降至零。如果發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障，在20ms內(nèi)機(jī)器會(huì)發(fā)出異常的響聲，如喀噠、砰等，這個(gè)聲音通常很難被操作人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)VSWR故障幾次都無(wú)法通過(guò)關(guān)閉PA模塊消除時(shí)，發(fā)射機(jī)便會(huì)自行降低輸出功率。

2.2.1 第一級(jí)VSWR

具體的故障現(xiàn)象如下：VSWR保護(hù)的LCD呈現(xiàn)出故障閃現(xiàn)的情況，此時(shí)載波的幅度會(huì)瞬間降至半功率的狀態(tài)，隨后會(huì)快速恢復(fù)至正常功率，在這一過(guò)程中，能夠從電波中聽到比較輕微的響聲。當(dāng)以上故障現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，便會(huì)觸發(fā)VSWR保護(hù)動(dòng)作，即VSWR保護(hù)電路檢測(cè)器會(huì)在1ms以內(nèi)快速檢測(cè)到故障問(wèn)題，并對(duì)射頻輸出進(jìn)行關(guān)閉，時(shí)間持續(xù)20ms左右，有時(shí)甚至更短。VSWR狀態(tài)指示故障的閃現(xiàn)時(shí)間大約會(huì)持續(xù)30s左右，隨即恢復(fù)至正常狀態(tài)。由于這個(gè)故障并不嚴(yán)重，所以VSWR的LCD并不會(huì)始終停留在故障處，只要故障周期不超過(guò)1s，駐波比動(dòng)作便會(huì)不定期的發(fā)生。

2.2.2 第二級(jí)VSWR

具體的故障現(xiàn)象如下：VSWR保護(hù)的LCD呈現(xiàn)為故障狀態(tài)，此時(shí)降功率的指示燈會(huì)隨之閃爍，PA電流及功率表的讀數(shù)均會(huì)隨之下降，隨后的10s-30s內(nèi)，降功率指示燈會(huì)熄滅，此時(shí)發(fā)射機(jī)的輸出功率與PA電流均會(huì)維持在低于正常功率的值上。當(dāng)以上故障出現(xiàn)時(shí)，VSWR保護(hù)電路會(huì)自行動(dòng)作，過(guò)程如下：VSWR傳感器會(huì)檢測(cè)到嚴(yán)重程度較高的故障問(wèn)題，并試圖通過(guò)第一級(jí)VSWR保護(hù)來(lái)消除故障，但是由于該故障比較嚴(yán)重，所以持續(xù)時(shí)間會(huì)超過(guò)1s，這樣一來(lái)，降功率指令便會(huì)自動(dòng)發(fā)送給發(fā)射機(jī)，使其維持在可以正常運(yùn)行的功率電平上。以人為的方式發(fā)出升功率指令之前，功率電平會(huì)始終停留在這個(gè)位置，若是故障沒(méi)有消除，則發(fā)射機(jī)會(huì)再次降功率，并對(duì)人為發(fā)送的升功率指令完全無(wú)視。對(duì)于此類問(wèn)題，必須及時(shí)修復(fù)，這樣才能確保發(fā)射機(jī)在滿功率的狀態(tài)下運(yùn)行。

圖1：行駐波的特點(diǎn)示意圖

2.3 VSWR測(cè)試自檢

當(dāng)大功率短波發(fā)射機(jī)出現(xiàn)VSWR TEST信號(hào)時(shí)，VSWR保護(hù)電路便會(huì)開始進(jìn)行測(cè)試自檢，具體的邏輯方法如下：按住VSWR抑制開關(guān)，將VSWR輸入端進(jìn)行分流接地，由此便可快速檢測(cè)出VSWR故障。隨后按下LED面板上的VSWR測(cè)試鍵，大約在4s左右，VSWR測(cè)試指示燈應(yīng)當(dāng)為紅色，當(dāng)指示燈恢復(fù)到綠色后，測(cè)試自檢過(guò)程結(jié)束。3 結(jié)論

綜上所述，VSWR是大功率短波發(fā)射機(jī)較為有效的一種保護(hù)措施。在發(fā)射機(jī)正常使用的過(guò)程中，很多原因都可能引起VSWR保護(hù)，如網(wǎng)絡(luò)失諧、饋線失配等等，當(dāng)故障問(wèn)題發(fā)生后，VSWR保護(hù)電路均會(huì)自行啟動(dòng)，確保發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行。