調(diào)頻十工器工作原理與調(diào)試探析

趙洪偉

遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心（沈陽(yáng)　110000）

調(diào)頻十工器工作原理與調(diào)試探析

趙洪偉

遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心（沈陽(yáng)110000）

介紹了10KW調(diào)頻十工器的工作原理，它是十套調(diào)頻節(jié)目共用一副天線的設(shè)備，適合省市級(jí)具有多套大功率調(diào)頻廣播的電臺(tái)使用。同時(shí)還介紹了如何使用HP—8752A網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)其進(jìn)行調(diào)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(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)中，10KW調(diào)頻十工器是十套調(diào)頻節(jié)目共用一副天線的設(shè)備，它適合省市級(jí)具有多套大功率調(diào)頻廣播的電臺(tái)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(diǎn)，最好能覆蓋整個(gè)調(diào)頻波段。在我發(fā)射臺(tái)調(diào)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(chǎn)品，該十工器由十套恒輸入阻抗帶通濾波器組成，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和工作狀態(tài)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(diào)產(chǎn)物降至最低，明顯地提高了信號(hào)傳輸質(zhì)量。該十工器投入使用至今，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。以下探析一下調(diào)頻十工器工作原理與調(diào)試方法。

1　十工器的結(jié)構(gòu)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(gè)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(dāng)長(zhǎng)度L=1/4λ時(shí)，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(shí)，②和③各輸出一半功率，但③端比②端信號(hào)要滯后90o相位，而④端沒(méi)有輸出，這樣①和④端具有良好的隔離度。但實(shí)際上由于兩路通道很難做到完全匹配毫無(wú)反射，所以④端也會(huì)消耗一定的功率。

2.2帶通濾波器（諧振腔）

該設(shè)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(lái)取得，當(dāng)窗口尺寸取得合適時(shí)，其濾波性能在整個(gè)調(diào)頻波段內(nèi)基本一致，這樣只需改變諧振腔內(nèi)導(dǎo)體長(zhǎng)度就可以得到需要的頻率，調(diào)節(jié)輸入輸出耦合環(huán)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(gè)均衡負(fù)載R以及適當(dāng)?shù)倪B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(hào)被第一個(gè)3dB耦合器等分后直接通過(guò)兩組帶通濾波器，第二個(gè)3dB耦合器的作用是相反的，使被等分的信號(hào)在輸出端合并輸出。F2被第二個(gè)3dB耦合器等分后，由于濾波器對(duì)F2呈短路狀態(tài)，使F2的兩路等分信號(hào)均被反射回來(lái)，然后重新被第二個(gè)3dB耦合器合并到輸出端輸出。事實(shí)上，B1、B2帶通濾波器不可能對(duì)F2全反射，會(huì)有少量泄漏通過(guò)，合成在3端口被均衡負(fù)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(shè)備對(duì)隔離度的要求）。濾波器測(cè)試接線方法見(jiàn)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(hào)F1通過(guò)第一套濾波式雙工器I1后，經(jīng)過(guò)連接饋管到達(dá)第二套濾波式雙工器I2寬帶口，通過(guò)I2的作用與F2合成，并經(jīng)連接饋管到達(dá)I3的寬帶口，通過(guò)I3的作用與F3合成，之后通過(guò)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(cè)試接線圖

3　濾波器的調(diào)試及維護(hù)

3.1調(diào)試

將HP—8752A網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置中心頻率，測(cè)試帶寬為2MHz；通道1、2分別按著反射測(cè)量和傳輸測(cè)量校準(zhǔn)好以后連接在濾波器的兩個(gè)端口，設(shè)置好儀器的參考線、比例和頻標(biāo)。此時(shí)，在儀器上應(yīng)同時(shí)顯示插入損耗和回波損失比兩條曲線。調(diào)整時(shí)要注意兼顧兩條曲線的變化；并同時(shí)調(diào)整兩諧振腔體內(nèi)的移動(dòng)導(dǎo)體A、B的長(zhǎng)度，使失調(diào)的曲線左右調(diào)整并對(duì)準(zhǔn)設(shè)置頻率的中心；松開固定螺絲上下調(diào)整耦合環(huán)C、D的大小，改變帶寬使兩條曲線趨于正常，反復(fù)進(jìn)行這兩項(xiàng)操作，直至使插入損耗和回波損失比兩條曲線分別達(dá)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(lái)說(shuō)，利用該特點(diǎn)可以將若干橋式單元不受路數(shù)限制鏈接起來(lái)，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(diào)頻多工器不僅能獲得良好的電氣性能，而且需要的器件數(shù)量比較少，頻率配置最合理，鏈接裝配調(diào)試均比較方便。

圖5　十工器工作原理圖

3.2維護(hù)

十工器一經(jīng)調(diào)試完成，試機(jī)工作正常后，一般可穩(wěn)定工作。在日常維護(hù)工作中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）清潔設(shè)備；

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

（3）發(fā)射機(jī)工作異常，反射增大或跳機(jī)，請(qǐng)按以下步驟檢查：a.倒備機(jī)工作，如備機(jī)正常，請(qǐng)檢查主機(jī)。b.如備機(jī)也不正常，則倒負(fù)載。在確定負(fù)載正常的情況下，接負(fù)載，備機(jī)還是不正常，檢查主備發(fā)射機(jī)，如備機(jī)接負(fù)載正常，接天饋多工不正常，則先檢查天饋系統(tǒng)。c.天饋系統(tǒng)有問(wèn)題，請(qǐng)檢查天饋系統(tǒng)。如天饋系統(tǒng)正常，則可判斷調(diào)頻多工器設(shè)備故障。

（責(zé)任編輯：興安）