■文/李　峰

多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用

■文/李峰

多工器技術(shù)能夠使調(diào)頻廣播同時(shí)發(fā)送多個(gè)頻率，且不需要設(shè)置多個(gè)天饋系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的優(yōu)勢(shì)。多工器技術(shù)的使用既節(jié)省了天線的空間、設(shè)備的投資，還提高了天饋系統(tǒng)的敏捷性。本文主要就多工器的定義、組成和工作原理進(jìn)行分析，進(jìn)而引出多工器在應(yīng)用過(guò)程中需要注意的各種事項(xiàng)。

多工器技術(shù)；調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)；電視廣播；應(yīng)用

1.多工器的定義、組成和工作原理分析

多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中起著十分重要的作用，這主要取決于多工器的自身特點(diǎn)，比如不需要設(shè)置多個(gè)天饋系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)多頻點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，這樣在很大程度上節(jié)省了空間，并提高了天饋系統(tǒng)的質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)，多工器技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上精簡(jiǎn)了天饋系統(tǒng)，節(jié)約了鐵塔的空間，這樣就有效地減少了設(shè)備運(yùn)行和投資的費(fèi)用。其次，多工器本身就具有濾波隔離的作用，這樣就在很大程度上減少了因?yàn)槎喾N天線距離過(guò)近而導(dǎo)致的信號(hào)紊亂，由此可見(jiàn)多工器儀器能夠利用天饋系統(tǒng)發(fā)送多個(gè)頻點(diǎn)的特征在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.1多工器的定義

多工系統(tǒng)的工作方式，主要就是幾個(gè)相對(duì)較弱的調(diào)頻信號(hào)，分別通過(guò)一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而輸出一組較強(qiáng)的調(diào)頻信號(hào)。經(jīng)過(guò)多工器處理，各個(gè)輸入端的信號(hào)不但沒(méi)有相互干擾，且提高了信號(hào)的強(qiáng)度，這個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)就是多工器，其中“工”主要就是經(jīng)過(guò)組合的頻率或頻道。

1.2多工器的組合

混合型的多工器主要是由三分貝耦合器、帶通濾波器以及吸收電阻和假負(fù)載這三部分組成。

1.2.1三分貝耦合器

三分貝耦合器是一種比較特殊的定向耦合器，能夠合成功率和分配功率。在米波段，主要是采用平行帶狀線寬邊的耦合形式。

三分貝耦合器的主要指標(biāo)為：通過(guò)功率、輸入阻抗、不平衡度以及隔離度。

耦合帶通常會(huì)采用銅進(jìn)行制作，外導(dǎo)體的截面為方形或圓形的大多數(shù)會(huì)采用鋁進(jìn)行制作。將兩條電線長(zhǎng)度為λ0/4的平行耦合線放在圓形或方形的外導(dǎo)體中，他們的特性阻抗為Z0。

1.2.2帶通濾波器

帶通濾波器在多工器中的主要作用就是通過(guò)大功率后產(chǎn)生較小的插入損耗，帶通濾波器的通帶平坦而窄小，具有較好的阻帶特性，大多數(shù)都會(huì)采用同軸諧振腔濾波器。

帶通濾波器的重要組成部分就是諧振腔。該部分主要是指在一定的體積內(nèi)電磁能量，并激起的微波電磁震蕩的結(jié)構(gòu)。諧振腔的質(zhì)量情況將直接影響到濾波器的性能質(zhì)量。衡量諧振腔的主要指標(biāo)分別為品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率。品質(zhì)因數(shù)也就是Q值和諧振回路的損耗程度息息相關(guān)，主要就是指諧振過(guò)程中，系統(tǒng)儲(chǔ)存的磁能或電能和一周內(nèi)損耗的能量的比的2π倍。Q值越大就說(shuō)明諧振響應(yīng)的曲線越尖銳。影響諧振腔的Q值分別為腔體采用的材料、電磁場(chǎng)的模式情況以及諧振腔的體積這三部分。諧振頻率的大小和電磁場(chǎng)的模式以及回路的形狀有關(guān)，主要就是指諧振回路中電磁能量轉(zhuǎn)換頻率的情況。

1.2.3吸收電阻和假負(fù)載

多工器技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，吸收電阻功率的容量大約是窄帶通過(guò)功率的5%～10%。

吸收電阻大多數(shù)都是用無(wú)感電阻加指數(shù)先或者是圓錐外導(dǎo)體，可以做成臥式或立式的結(jié)構(gòu)，采用的冷卻方式主要是小功率采用自然冷卻。

大功率的假負(fù)載是多工系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，需要有精確的特性阻抗以及足夠的功率容量，采用的冷卻方式主要是水冷、油冷或風(fēng)冷。

1.3多工器的工作原理

1.3.1星型雙工器的工作原理

構(gòu)成星型雙工器的主要部分分別為兩個(gè)帶通濾波器諧振腔，以及T行三通，工作原理主要是使用過(guò)程中兩個(gè)帶通濾波器的諧振腔能夠分別對(duì)應(yīng)出自己的頻點(diǎn)，從而很好地阻擋另一個(gè)頻率。在連線過(guò)程中L1以及L2的長(zhǎng)度對(duì)兩個(gè)帶通濾波器在T型節(jié)點(diǎn)處都能呈現(xiàn)出全反射的開(kāi)路，從而導(dǎo)致這兩個(gè)信號(hào)可以互不干擾的同時(shí)通過(guò)饋管輸出。為了確保星型雙工器的兩個(gè)頻率之間具有較好的隔離度，我們選擇頻率之間的隔離應(yīng)該大于4NMHz。

1.3.2橋式雙工器的工作原理

橋式雙工器主要包括兩個(gè)相同的3dB定向耦合器、兩條等長(zhǎng)同軸饋管以及四個(gè)諧振腔帶通濾波器和50Ω的吸收負(fù)載。濾波器主要是有兩個(gè)同軸式的諧振腔組成的，腔體之間采用固定式的耦合窗新型耦合，合適的窗口尺寸能夠確保濾波器的濾波性能和整個(gè)調(diào)頻波段保持一致。因此，只要通過(guò)改變腔體內(nèi)導(dǎo)體的長(zhǎng)度就可以改變不同的頻率，從而實(shí)現(xiàn)濾波的主要目的，這樣做的本質(zhì)就是改變腔體內(nèi)的電容量，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸入輸出耦合調(diào)節(jié)電感，實(shí)現(xiàn)濾波的目的。

2.多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著人們精神需求的提高，廣播電視臺(tái)的頻率設(shè)置也得到了迅速的發(fā)展，多工器能夠有效地節(jié)約機(jī)房空間，降低設(shè)備成本，并提高了調(diào)頻發(fā)射的質(zhì)量。多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，這部分主要就多工器維護(hù)及注意事項(xiàng)進(jìn)行分析。

2.1多工器的維護(hù)

多工器是提高廣播電視調(diào)頻質(zhì)量的重要設(shè)備，是每個(gè)無(wú)線發(fā)射臺(tái)站的重要部分，因此，在使用過(guò)程中需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的維修和調(diào)試，如果每個(gè)調(diào)頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，都需要找工廠技術(shù)人員進(jìn)行修復(fù)，不但會(huì)延遲修復(fù)時(shí)間，還會(huì)增加修復(fù)成本，因此，在應(yīng)用過(guò)程中需要配置相應(yīng)的人員和設(shè)備及時(shí)地對(duì)多工器進(jìn)行修復(fù)。在維護(hù)過(guò)程中應(yīng)重視以下幾方面問(wèn)題。

2.1.1控制多工器腔體外部的溫度

相對(duì)而言，多工器的后期維護(hù)較為簡(jiǎn)單，首先需要為多工器提供一個(gè)寬敞的環(huán)境，以此來(lái)提高其散熱性能，如果多工器工作環(huán)境中的溫度過(guò)高，那么在運(yùn)作過(guò)程中，多工器自身也會(huì)產(chǎn)生一部分熱能，導(dǎo)致腔體的溫度升高。內(nèi)外導(dǎo)體出現(xiàn)熱應(yīng)力反應(yīng)，這樣一來(lái)，多工器的等效電容參量與等效電感也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致腔體工作的中心頻率出現(xiàn)偏移，這樣一來(lái)，多工器的濾波器腔體的內(nèi)部就會(huì)消耗更多的能量，導(dǎo)致惡性循環(huán)。多工器的腔體外表溫度允許其在基本室溫上上升30℃，如果超過(guò)這一溫度就可以視為多工器故障。由此可見(jiàn)，有效地控制機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量和環(huán)境溫度是確保多工器正常工作的重要措施，因此，維修人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)多工器腔體外部溫度測(cè)量的次數(shù)，確保其保證在正常溫度下進(jìn)行工作，這是確保多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中正行運(yùn)行的基礎(chǔ)部分。

2.1.2確保組件之間連接緊密

多工器、發(fā)射機(jī)以及開(kāi)關(guān)板之間的連接方式都是采用同軸器件進(jìn)行連接的。同軸器件主要包括同軸硬饋管、過(guò)度器、彎頭和連接組件，為了確保多工器技術(shù)的正常應(yīng)用，必須先將這些組件連接好，確保其各個(gè)接頭處不存在溫度過(guò)高和變色的狀況，這是確保廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)順利進(jìn)行的重要部分。對(duì)此，需要保證以下幾方面，首先要確保連接器件的清潔工作，尤其是同軸硬饋管，還需要對(duì)外導(dǎo)體的表面進(jìn)行清潔。其次，還要確保同軸盈饋管的內(nèi)外導(dǎo)體屬于同軸狀態(tài)，根據(jù)同軸硬饋管的直徑和長(zhǎng)度，合理地選擇饋管內(nèi)支撐。另一方面，還應(yīng)該確保同軸硬饋管內(nèi)的導(dǎo)體和鏈接的插芯保持恰當(dāng)?shù)乃删o度，保證二者之間連接緊密。確保抱箍和同軸硬饋管的外導(dǎo)體連接緊密，需要定期派人檢查喉箍的數(shù)量和緊致程度。

2.1.3確保電阻值

如果吸收電阻功率的容量較小就很容易導(dǎo)致天饋系統(tǒng)出現(xiàn)失衡的狀況，還可能導(dǎo)致多工器系統(tǒng)在某一時(shí)刻的工作狀態(tài)降低，從而導(dǎo)致隔離端的功率過(guò)大，吸收電阻被燒壞，不再是原有的50Ω阻抗，導(dǎo)致多工器各個(gè)系統(tǒng)的端口阻抗不相符，故而，在應(yīng)用多工器技術(shù)的過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)吸收電阻阻值的檢查頻率，對(duì)天饋線系統(tǒng)和溫度進(jìn)行檢測(cè)，只有這樣才能夠確保廣播電視節(jié)目能夠通過(guò)多工器技術(shù)順利地傳送到每個(gè)收視者的家中。

2.2多工器使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

2.2.1失真嚴(yán)重

就多工器而言，組合在一起的寬帶特性、信號(hào)的失真系數(shù)基本沒(méi)有增加，比如，橋式雙工器，可是在一些頻帶窄小的雙工器中，兩個(gè)載波的距離比較小，同時(shí)因?yàn)檎〉膸V波器的特性影響，失真現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，因此需要確保星型雙工器的頻率差在14.3MHz，這樣就不會(huì)考慮到失真的變化。

2.2.2串音、信噪比以及左右分離度

如果在處理寄生輻射的過(guò)程中存在不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，落在載波頻率內(nèi)部就會(huì)導(dǎo)致載波頻率出現(xiàn)串音、信噪比左右分離指標(biāo)的變化，以此，維修人員發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題的過(guò)程中就應(yīng)該及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。

2.2.3寄生輻射

如果多工器在向天饋系統(tǒng)饋電的過(guò)程中存在連接不緊密，就很有可能出現(xiàn)射頻泄露的現(xiàn)象，此時(shí)如果隔離度沒(méi)有滿足相應(yīng)的要求就會(huì)造成交叉調(diào)制，從而出現(xiàn)寄生輻射，在橋式雙工器中3dB耦合器是預(yù)防發(fā)生泄露的重要部分。

3.結(jié)束語(yǔ)

多工器技術(shù)在廣播電視調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中具有十分廣泛的應(yīng)用，在使用過(guò)程中，有關(guān)人員必須充分認(rèn)識(shí)到多工器的組成和原理，從而更加熟練地在使用過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和管理，只有這樣才能保證人們的收視質(zhì)量。

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（作者單位：河南省鶴壁市第二電視轉(zhuǎn)播臺(tái)）

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