联锁保护目的

DSF1采用的是波束波导，10kW功放安装在负二层的机房内，波束波导承载巨大的功率。为了检修和维护波束波导设备，在天线主面和BWG屏蔽间开有通行门，以便检修人员进入天线主面和BWG屏蔽间维修设备。如果不和功放的控制保护电路一起设计，可能会存在功率发射时，维修人员在不知情的情况下进入天线主面或BWG屏蔽间，造成人员伤害。此外，功放要保证1:1备份能正常工作。除此之外，为了设备更安全可靠，DSF1进行了功率上天线的一体化设备，以确保设备和人身安全。

联锁保护要求

（1）防护点设置要求

•　去天线主面通行门处设置主动开关；

•　BWG屏蔽间设置被动和主动保护开关。

（2）功放发射功率指示要求

•　所有防护点均在醒目位置设置指示灯；

•　天线外合适位置设置声光告警，声音报警在加高压前开始，1min后结束；

•　报警指示灯在加功率过程中持续指示。

（3）高功放主备切换保护要求

•　高功放自主完成。

（4）极化开关切换保护要求

•　当高功放指示显示为加功率时，极化控制单元不对极化开关进行切换控制。

方案设计

设计原理

根据联锁保护需求，联锁保护方案设计原理框图如图3-78所示。

联锁保护控制器是控制核心，它实时采集天线主面门、BWG屏蔽门的状态、手动极化开关控制状态；接收2套高功放的加高压以及功率发射状态，并控制高功放射频输入激励信号的开关，控制开启告警灯及声光告警；同时将状态信息上报监控台。

天线的主面门和屏蔽门安装有状态传感器，可以将门的开关状态传给联锁保护控制器。

极化开关切换控制单元实时接收联锁保护控制器传来的功率发射状态信息。当有功率发射时禁止天线监控切换极化开关，同时送一路禁止信号给手动控制回路，禁止手动控制。

当需要主动打开屏蔽门时，须提前向联锁保护控制器送请求信号，得到同意反馈信号后才能进行后续动作。

设备组成

• 联锁保护控制器；
• 高功放总监控单元；
• 功率辐射告警灯2个、声光告警1个、危险区有人告警灯1个；
• 系统监控台；
• 小功放监控单元；
• 主面门和屏蔽门状态传感器、手动极化开关切换状态传感器、手动极化开关切换锁定装置。

联锁流程

1）正常情况下

当需要打开天线主面门和BWG屏蔽门时，须关闭高功放激励信号，确保没有发射功率。

当需要切换极化开关时，须关闭高功放激励信号，确保没有发射功率。

当需要切换主备开关时，须关闭高功放激励信号，确保没有发射功率。

2）意外情况下

当主面门和屏蔽门意外被打开时，传感器将门的状态信息即刻传给联锁保护控制器，立即关闭所有功放的激励。

高功放发射信号实时传输给天线极化控制单元，极化控制单元必须禁止通过监控切换极化开关，禁止手动切换极化开关，防止了意外切换。

主备开关通过软件设置，禁止在发射功率时进行切换，避免意外操作。

硬件设计

联锁保护控制器

联锁保护控制器的功能是实时采集天线主面门、BWG屏蔽门的状态；接收2套高功放的加高压和功率发射状态，并控制高功放射频输入激励信号的开关，控制开启告警灯及声光告警；同时将状态信息上报监控台。

联锁保护控制器主要包括监控单元、状态信号采集板、声光告警控制板、2个射频抑制开关、直流电源模块以及状态指示灯等。其组成原理见图3-79。

屏蔽门打开请求是主动保护措施。当收到请求后，立即关闭射频抑制开关，打开告警灯，允许门打开。

状态信号采集板

状态信号采集板主要功能是实时采集天线主面门、BWG屏蔽门的状态，S/X手动极化开关切换状态，并将这些状态以逻辑“或”形式传输给监控单元。设计原理如图3-80所示。

传感器在正常情况下处于常闭状态，状态点与地导通，为低电平。当任意一个门打开或切换极化开关时，状态点与地断开，通过上拉电阻后，状态点变为高电平。监控单元检测到高电平后立即启动相应保护动作（切断高功放激励信号）。

请求按键的输入信号提供主动开门的保护方式。

射频抑制开关

2个射频抑制开关串接在上变频器和高功放之间，用于联锁保护控制器控制高功放激励信号的通断。设备断电情况下，为常开状态，这样可以保证联锁保护控制器不工作时，高功放无法发射功率。设备加电后，并且没有异常情况，接收监控单元高电平控制，保持常闭状态，将激励信号送给高功放。在紧急情况下，监控单元送出低电平，关闭该开关。

声光告警控制器单元

声光告警控制器单元主要功能是为声光告警灯、主面门告警灯、屏蔽门告警灯，以及危险区有人告警灯分别提供220V电源。主要由4路5V控制的220V交流继电器组成。

传感器

1）门传感器：屏蔽门传感器的主要功能是将屏蔽门开关状态传输给联锁保护控制器。传感器选用Schneider公司的“旋转释放紧急停止开关”，具有1个常开2个常闭型触发器。该产品安装在门框上，当门关闭时，可以将传感器上的弹簧片压下；当门打开后，弹簧片弹出，可改变触发器常开／常闭状态，使电路导通／关断。

2）手动极化开关切换传感器：该传感器为直流继电器，受手动极化开关切换电压控制通断。

3）手动极化开关切换锁定装置：该装置使用继电器，接收极化控制单元的5V控制。当发射功率时，该继电器断开手动控制电路，避免了手动切换。

监控设计

（1）联锁保护控制器：联锁保护控制器监控单元监视控制项目见表3-9。

（2）极化开关控制器软件：极化开关控制器软件须增加接收联锁保护控制器送来的功放状态信息，允许或不允许在天线监控台进行极化开关控制，同时开启／关闭手动切换锁定装置。

（3）系统监控软件：系统监控软件须增加连锁控制器界面，通过串口实时显示联锁保护状态。根据功放状态允许或不允许进行极化开关控制，允许或不允许进行主备切换。

结构设计

联锁保护控制器安装在高功放机柜，门传感器分别安装在2个门的门框中间，手动极化开关切换传感器和锁定装置分别安装在天线ADU相应位置。在屏蔽门边安装开门请求按键。告警灯安装在门框中上部，声光告警安装在外部合适位置，危险区有人告警灯安装在功放设备房间。设备组成见表3-10。

1R（伦琴）=2.58×10^-4C/kg。