淺析調(diào)頻電視發(fā)射中的定阻抗型多工器

楊志義+徐進

摘 要： 本文介紹了調(diào)頻電視多頻道共塔技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備——多工器中的定阻抗型多工器的原理、應(yīng)用，并以我臺實際所用的多工器為例分析工作原理，供從事廣播電視無線發(fā)射的技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

關(guān)鍵詞： 多工器；雙工器；3dB定向耦合器；帶通濾波器

一、引言

隨著我國廣播電視事業(yè)的在迅速發(fā)展，很多電臺、電視臺都在增設(shè)調(diào)頻頻道和電視頻道，單部發(fā)射機用一副天線已逐漸不適應(yīng)，迫切希望多部發(fā)射機共用一副天線，采用多工饋電饋送多個頻率，以便開辦幾套廣播電視，這樣多工器就在廣播電視發(fā)射領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其原因是就是使用多工器后節(jié)約了成本，最大限度使用了資源，有很高的性價比。

雖說多工器能夠帶來很大的經(jīng)濟效益，但要做到合理運用，必須對其有充分的了解。下面就分別介紹多工器的技術(shù)參數(shù)、組成多工器的重要部件以及常用的幾種多工器原理等。

二、定阻抗型多工器

1、定阻抗型多工器也稱為橋式多工器，可分為定阻抗帶通型和定阻抗陷波型兩種，圖4、圖5分別是兩種形式構(gòu)成的雙工器的電原理方框圖。

2、工作原理：由圖4、圖5可知，橋式雙工器是由兩個3dB定向耦合器和兩個帶通濾波器或陷波器以及若干連接線和一個吸收負載組成的。其中窄帶端是指某個特定頻道的輸入端，寬帶端是指除了窄帶端指定頻道以外的其它頻道的輸入端，帶通濾波器或陷波器工作在窄帶端頻道上。3dB定向耦合器能提供的隔離度一般在30dB以上，所以對圖4而言，窄帶端到寬帶端的隔離度要大于30dB，寬帶端到窄帶端的隔離度為3dB定向耦合器提供的隔離度加上帶通濾波器對寬帶頻率的衰減。

一般當寬帶端與窄帶端為非相鄰頻道時，寬帶端到窄帶端的隔離度可以達到60dB以上。

為了提高窄帶端到寬帶端的隔離度，一般在寬帶端加上一個帶通濾波器。

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全對稱的情況下，由于3dB定向耦合器的分配與合成作用，使得這種形式的多工器能在很寬的頻帶范圍內(nèi)使窄帶端和寬帶端的反射很小，即具有恒定阻抗特性，這就是定阻抗多工器名稱的由來，它為吸收發(fā)射機帶外雜波提供了條件。

下面是一個橋式雙工器，，它是由兩個相同的3dB定向耦合器四個諧振腔（濾波器或陷波器組成）、兩條等長的同軸饋管及一個吸收負載R組成。當每個端口終接時，由任意一端看進去的輸入阻抗都是在寬帶范圍內(nèi)的恒定阻抗，實現(xiàn)寬帶匹配。

低頻道f1信號從①（窄帶端）輸入，經(jīng)過3dB定向耦合器Ⅰ功率一分為二，分成兩路輸出到上下兩個諧振腔，因諧振腔對f1呈并聯(lián)諧振，信號無阻礙地通過濾波電路，傳導(dǎo)至3dB定向耦合器Ⅱ，功率在④端同相相加后送往天線，而在③端反相互相抵消，因此f1信號不會進入f2對其造成串擾。高頻道信號f2從②（寬帶端）輸入，功率也分成兩路，諧振腔對f2為全反射，因此又通過3dB定向耦合器Ⅱ在④端同相合成，在②端反相互相抵消。當f1、f2同時送入雙工器，最終在④端合成后送入天線，實現(xiàn)頻道合成。

由于諧振腔并非理想的全反射元件，仍有少部分功率泄露，但衰減帶內(nèi)的能量不會反射到①端，而被吸收負載R吸收，使輸入阻抗不變，又給末級提供恒定負載，濾波特性見圖7。

3、應(yīng)用：圖4、圖5常常被稱為一個合成器單元，許多這樣的單元接連起來就組成了多工器。具體做法是將本單元的輸出連接到下個單元的寬帶輸入，以此類推。

三、應(yīng)用實列

目前陜西廣播電視臺九號發(fā)射臺調(diào)頻發(fā)射廣播96.4MHz、106.6MHz和104.9MHz用的的是橋式三工器，它是由96.4MHz、和106.6MHz所雙用的雙工器升級而成的，實物如下圖9、圖10所示。

96.4MHz和106.6MHz雙工器工作原理：

如圖11所示：96.4MHz輸入口稱為窄帶輸入口，106.6MHz輸入口稱為寬帶輸入口，它能輸入96.4MHz外的所有信號，但要求與96.4MHz頻率間隔1 MHz以上，以保證隔離度。兩組96.4MHz帶通濾波器對96.4MHz信號呈通帶特性，因此96.4MHz信號被3dB定向耦合器Ⅰ等分成功率相等且相位差90度的兩路信號后通過帶通濾波器在3dB定向耦合器Ⅱ的端口④合成輸出，不會對106.6MHz信號造成串擾。而106.6MHz信號被3dB定向耦合器Ⅱ等分成功率相等且相位差90度的兩路信號后，由于兩組帶通濾波器對106.6MHz信號呈阻帶特性，因此兩路 信號均被反射回來重新被3dB定向耦合器Ⅱ合成由端口輸出，從而實現(xiàn)96.6MHz信號和106.6MHz信號的雙工。實際上，由于兩組96.4MHz帶通濾波器并不能完全對106.6MHz信號造成反射，必有一部分106.6MHz信號泄漏到3dB定向耦合器Ⅰ的②和④端口，在端口③合成后被吸收負載R吸收，不會對96.4MHz信號造成串擾。其作用是在共塔時保證隔離度，兩頻率不互相串擾，再經(jīng)過一副天線進行發(fā)射。

而再加一組橋式雙工器，連接起來就構(gòu)成了三工器，連接方法如上圖12，其原理就不再贅述了。

四、多工器使用注意事項

多工器是無源器件，它承受的功率要大于發(fā)射機的功率，所以在安裝調(diào)試后好（一般出廠時各參數(shù)已按臺方要求調(diào)試好了），一般無需再進行做調(diào)試，所以到發(fā)射臺后，只要檢查各部分器件正常后，按圖連接安裝后就可使用，但在使用過程中必須應(yīng)注意以下問題：

1、新安裝的多工器，要勤用手摸吸收負載、腔體、彎頭及各連接處的溫度，當有指標不好或接觸不良時，溫度會上升很快，發(fā)現(xiàn)問題要立即整改。

2、由于長時間的使用，加上震動可能會使相關(guān)彎頭、硬饋的接頭及插芯這些東西出現(xiàn)松動現(xiàn)象，所以我們平時巡視時要多注意一下各個彎頭及饋管接頭的溫度、顏色，當接觸不良時，溫度會很快上升，饋管顏色也會有變化，碰到這樣的問題必須及時解決，或更換彎頭、插芯等，將故障處理在萌芽中。

五、結(jié)束語

本文介紹了定阻抗型多工器原理和以及多工器在我臺的使用實例。多工器的形式還有很多，比如用星點型和定阻抗型組合構(gòu)成的混合型，這種結(jié)構(gòu)可以提高整個系統(tǒng)的性價比，還有一種叫饋線重復(fù)型合成器，它的結(jié)構(gòu)簡單，但需要對濾波器、連接線和接頭進行整體優(yōu)化設(shè)計。

在實際選用多工器時要具體問題具體分析，既要考慮到系統(tǒng)的可擴展性和功率的提升性，同時也要顧及到投資成本。對于應(yīng)用在電視相鄰頻道或頻點很近的調(diào)頻廣播合成器，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性將是需要考慮的重要指標。■

參考文獻

[1] 北京飛卡科技.《技術(shù)資料與產(chǎn)品手冊》.endprint