調頻十工器工作原理與調試探析

趙洪偉

遼寧省廣播電視傳輸發射中心（沈陽　110000）

調頻十工器工作原理與調試探析

趙洪偉

遼寧省廣播電視傳輸發射中心（沈陽110000）

介紹了10KW調頻十工器的工作原理，它是十套調頻節目共用一副天線的設備，適合省市級具有多套大功率調頻廣播的電臺使用。同時還介紹了如何使用HP—8752A網絡分析儀對其進行調試。

十工器；恒輸入阻抗帶通橋式單元；定向耦合器；帶通濾波器

在調頻廣播發射系統中，10KW調頻十工器是十套調頻節目共用一副天線的設備，它適合省市級具有多套大功率調頻廣播的電臺使用，要求配套天線為具有足夠功率容量的寬帶天線，須覆蓋所有使用頻點，最好能覆蓋整個調頻波段。在我發射臺調頻多工器更新改造為十工器的施工中，采用了上海明珠廣播電視科技公司的產品，該十工器由十套恒輸入阻抗帶通濾波器組成，各項技術指標和工作狀態非常好，尤其是頻率的配置合理，提高了各頻率之間的隔離度，使三階互調產物降至最低，明顯地提高了信號傳輸質量。該十工器投入使用至今，運行穩定、可靠。以下探析一下調頻十工器工作原理與調試方法。

1　十工器的結構和工作原理

在了解恒輸入阻抗帶通橋式單元的工作原理之前，我們先了解一下定向耦合器和帶通濾波器的工作原理及其作用。

2.13dB耦合器

從圖1可以看到3dB耦合器共有四個端口，分別為輸入端①，耦合輸出端②，直通輸出端③及隔離端④。當長度L=1/4λ時，并且在兩路輸出通道②和③匹配良好的情況下，從①端輸入時，②和③各輸出一半功率，但③端比②端信號要滯后90o相位，而④端沒有輸出，這樣①和④端具有良好的隔離度。但實際上由于兩路通道很難做到完全匹配毫無反射，所以④端也會消耗一定的功率。

2.2帶通濾波器（諧振腔）

該設備使用的帶通濾波器是如圖2所示的耦合窗型雙腔式帶通濾波器，它是用兩只同軸式諧振腔裝配而成，兩只腔體之間的耦合采用固定式耦合窗來取得，當窗口尺寸取得合適時，其濾波性能在整個調頻波段內基本一致，這樣只需改變諧振腔內導體長度就可以得到需要的頻率，調節輸入輸出耦合環就可以得到需要的濾波性能。

圖1　三分貝耦合器圖　

圖2　耦合窗型雙腔式帶通濾波器

2.3恒輸入阻抗帶通型橋式雙工器

FM十工器由十套濾波式雙工器組成，而每套濾波式雙工器是由兩組3dB耦合器（D1、D2）、兩組帶通濾波器諧振腔（B1、B2）、一個均衡負載R以及適當的連接饋管組成，其工作原理如圖3所式。

兩組帶通濾波器諧振腔均諧振于F1，這樣F1信號被第一個3dB耦合器等分后直接通過兩組帶通濾波器，第二個3dB耦合器的作用是相反的，使被等分的信號在輸出端合并輸出。F2被第二個3dB耦合器等分后，由于濾波器對F2呈短路狀態，使F2的兩路等分信號均被反射回來，然后重新被第二個3dB耦合器合并到輸出端輸出。事實上，B1、B2帶通濾波器不可能對F2全反射，會有少量泄漏通過，合成在3端口被均衡負載R吸收。通常F1稱為窄帶輸入口，而F2稱為寬帶輸入口，它能輸入除F1以外的所有頻率（要求與F1相隔1MHz，以保證設備對隔離度的要求）。濾波器測試接線方法見圖4所示。

十工器由十套濾波式雙工器組成，其工作原理如圖5所示。信號F1通過第一套濾波式雙工器I1后，經過連接饋管到達第二套濾波式雙工器I2寬帶口，通過I2的作用與F2合成，并經連接饋管到達I3的寬帶口，通過I3的作用與F3合成，之后通過I4，以此類推，最后合成送入天線。

圖3　恒輸入阻抗帶通型橋式雙工器

圖4　濾波器測試接線圖

3　濾波器的調試及維護

3.1調試

將HP—8752A網絡分析儀設置中心頻率，測試帶寬為2MHz；通道1、2分別按著反射測量和傳輸測量校準好以后連接在濾波器的兩個端口，設置好儀器的參考線、比例和頻標。此時，在儀器上應同時顯示插入損耗和回波損失比兩條曲線。調整時要注意兼顧兩條曲線的變化；并同時調整兩諧振腔體內的移動導體A、B的長度，使失調的曲線左右調整并對準設置頻率的中心；松開固定螺絲上下調整耦合環C、D的大小，改變帶寬使兩條曲線趨于正常，反復進行這兩項操作，直至使插入損耗和回波損失比兩條曲線分別達到0.2dB和-30dB的合格值為止。由于每組橋式單元均有一路窄帶輸入和一路寬帶輸入，所以從理論上來說，利用該特點可以將若干橋式單元不受路數限制鏈接起來，組成多工器。本十工器就是由若干橋式單元組成而成。這樣組成的調頻多工器不僅能獲得良好的電氣性能，而且需要的器件數量比較少，頻率配置最合理，鏈接裝配調試均比較方便。

圖5　十工器工作原理圖

3.2維護

十工器一經調試完成，試機工作正常后，一般可穩定工作。在日常維護工作中，應注意以下幾點：

（1）清潔設備；

（2）檢查有無異常溫升點，一般出現異常溫升是接觸不良或松動所造成的。如在外部連接處，可將連接處拆開經處理后恢復；

（3）發射機工作異常，反射增大或跳機，請按以下步驟檢查：a.倒備機工作，如備機正常，請檢查主機。b.如備機也不正常，則倒負載。在確定負載正常的情況下，接負載，備機還是不正常，檢查主備發射機，如備機接負載正常，接天饋多工不正常，則先檢查天饋系統。c.天饋系統有問題，請檢查天饋系統。如天饋系統正常，則可判斷調頻多工器設備故障。

（責任編輯：興安）