多頻道合成技術(shù)在電視機(jī)房的應(yīng)用

徐燕　邢軍遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心?。ㄉ蜿?yáng)110016）

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多頻道合成技術(shù)在電視機(jī)房的應(yīng)用

徐燕邢軍
遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心（沈陽(yáng)110016）

摘要目前，多頻道合成技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以雙工器為例，介紹多頻道合成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，并詳細(xì)介紹本單位所采用定阻抗帶通式雙工器的工作原理。

關(guān)鍵詞多頻道合成技術(shù)；雙工器；廣播電視

隨著我國(guó)廣播電視事業(yè)逐步發(fā)展，越來(lái)越多的電臺(tái)、電視臺(tái)逐漸增設(shè)頻道，然而發(fā)射塔有限的塔上資源已逐漸達(dá)到飽和，采用多頻道合成技術(shù)可以解決這一矛盾。

多頻道合成技術(shù)是指不同頻道的多部發(fā)射機(jī)的射頻信號(hào)，共用同一寬頻帶天饋系統(tǒng)，同時(shí)互不干擾的進(jìn)行開(kāi)路發(fā)送的技術(shù)。采用多頻道合成技術(shù)可以充分利用天饋系統(tǒng)的資源提高發(fā)射效率，減少饋線和天線的數(shù)量，大幅度降低整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的成本，在增加頻道及系統(tǒng)改造時(shí)也具有巨大優(yōu)勢(shì)。

實(shí)現(xiàn)不同頻率合成的設(shè)備稱為多頻道合成器（簡(jiǎn)稱多工器）。多工器是一種多端口的無(wú)源器件，它包括若干個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，當(dāng)若干個(gè)不同頻率的輸入信號(hào)由輸入端口輸入，經(jīng)過(guò)多工器后，無(wú)損耗的在輸出端疊加為一路寬帶信號(hào)。

多頻道合成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式主要有：星點(diǎn)式多工器（星型）、定阻抗式多工器（橋式）、延時(shí)線式多工器（或移相型）和混合式多工器。多工器是以雙工器為基礎(chǔ)發(fā)展出來(lái)的，下面以雙工器為例，結(jié)合本單位實(shí)際，介紹定阻抗帶通式雙工器的工作原理及使用。

由于定阻抗帶通式雙工器具有更優(yōu)越性能和更高的指標(biāo)，我單位電視機(jī)房的遼寧衛(wèi)視CH10和中央1套CH12，共同采用的是定阻抗帶通式實(shí)現(xiàn)天線雙工的作用，如圖1所示。

1　定阻抗帶通式雙工器的組成及工作原理

該雙工器是由兩個(gè)3dB耦合器和兩個(gè)帶通濾波器（BPF）以及若干連接饋管和一個(gè)吸收負(fù)載組成的。其連接示意圖如圖2所示。

圖1　CH10和CH12雙工器

3dB耦合器和帶通濾波器是定阻抗帶通式雙工器的核心部件，下面分別做以介紹。

圖2　定阻抗帶通式雙工器連接示意圖

1.13dB耦合器

定向耦合器是一種具有方向性的功率分配器，它能從主傳輸線系統(tǒng)的正向波中按一定比例分出部分功率，實(shí)現(xiàn)功率的分支、分配或合成。3dB耦合器是一種特殊的定向耦合器，它采用平行帶狀線寬邊耦合形式，耦合線長(zhǎng)度為1/4工作波長(zhǎng)（如圖3）。

3dB耦合器共有四個(gè)端口，1端口為輸入端口，2端口為直通輸出端口，3端口為耦合輸出端口，4端口為隔平端口。在理想情況下，2、3端口各輸出一半功率，3端口與1端口同相，2端口相位滯后1端口90°。4端口無(wú)輸出。

1.2帶通濾波器

帶通濾波器是應(yīng)用最為廣泛的濾波器，就廣播電視行業(yè)常用的是窄帶帶通濾波器，其典型結(jié)構(gòu)是級(jí)聯(lián)式的耦合諧振腔結(jié)構(gòu)。諧振腔是帶通濾波器最關(guān)鍵的部分。在一定體積內(nèi)能限定電磁能量，其中激勵(lì)起微波電磁振蕩的結(jié)構(gòu)。

該帶通濾波器主要由兩個(gè)1 /4波長(zhǎng)的終端開(kāi)路的諧振腔組成，兩個(gè)諧振腔之間通過(guò)小孔耦合，類似雙回路并聯(lián)諧振回路。輸入輸出采用環(huán)耦合，通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)耦合面積和耦合小孔的面積得到所需的通頻帶特性。

圖3　λ/43dB定向耦合器

1.3定阻抗帶通式雙工器工作原理

見(jiàn)圖2，在理想情況下，信號(hào)f1從窄帶端3dB耦合器1端口輸入，2、3端口各輸出一半功率，2端口相位滯后3端口90°。兩個(gè)帶通濾波器對(duì)f1呈通過(guò)特性，并且到達(dá)寬帶端3dB耦合器的7和6端口，這兩端口處功率相等，信號(hào)在7端口落后6端口相位90°。因?yàn)?端口信號(hào)到8端口相位也落后90°。這樣，在8端口處，兩路信號(hào)同相合成，送到天線輸出。5端口沒(méi)有f1信號(hào)，所以在5端口可以輸入另外一路信號(hào)f2，在6和7端口分別輸出一半功率，向右方傳輸時(shí)，由于帶通濾波器的作用，全部反射到6和7端口，并且信號(hào)在7端口落后6端口相位90°。與之前相同，6端口的信號(hào)到達(dá)8端口落后90°。這樣，f2的兩部分信號(hào)也在8端口同相合成輸出。從而實(shí)現(xiàn)了天線雙工的目的。

2　技術(shù)指標(biāo)

（1）反射特性（即輸入回波損耗）在負(fù)載接標(biāo)阻情況下，要求各輸入端口的反射損耗優(yōu)于-26dB，即電壓駐波比VSWR＜1.1。

（2）傳輸特性（即插入損耗）要各輸入端口與總輸出端口之間的插入損耗要小于0.4dB。

（3）頻率隔平度各輸入端之間的隔平度以及各輸入口到吸收負(fù)載之間的隔平度要優(yōu)于40dB。

3　多工器的調(diào)整

整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試使用能同時(shí)測(cè)量反射特性和傳輸特性的射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀。整個(gè)調(diào)試過(guò)程從帶通濾波器開(kāi)始，首先將分析儀的中心頻率設(shè)定為帶通濾波器腔體的工作中的頻率，在顯示器上觀察反射特性和傳輸特性兩條曲線，調(diào)整帶通濾波器諧振腔內(nèi)導(dǎo)體的長(zhǎng)度，改變諧振頻率范圍，使其諧振于設(shè)定工作頻率即可。調(diào)整腔體耦合環(huán)，使其具有較為理想的帶通特性，調(diào)整時(shí)要兩項(xiàng)指標(biāo)的相互配合、兼顧，滿足插入損耗小于0.4dB，反射損耗優(yōu)于26dB。

帶通濾波器根據(jù)其工作頻點(diǎn)單獨(dú)調(diào)整完畢后，將分析儀輸出接入單頻點(diǎn)輸入端，分析儀輸入端接雙工器輸出端口，吸收負(fù)載端和寬帶輸入端接標(biāo)阻。觀察曲線，兩組腔體兼顧調(diào)整，使反射損耗和插入損耗均達(dá)到最好。調(diào)整完畢后，將分析儀輸入端分別接其兩個(gè)頻點(diǎn)輸入端，空余端口接標(biāo)阻，則可測(cè)出該頻點(diǎn)輸入端與另一頻點(diǎn)輸入端之間的隔平度，隔平度應(yīng)優(yōu)于40 dB。

4　日常維護(hù)

雙工器或多工器在日常使用過(guò)程中，要注意保持清潔，使其有良好的散熱條件。工作人員在檢機(jī)時(shí)或是平時(shí)巡機(jī)過(guò)程中，可以使用遙控測(cè)溫儀檢測(cè)饋管、接頭等部件溫度是否正常。如果溫度過(guò)高，很可能是連接不夠緊固，從而導(dǎo)致發(fā)射機(jī)反射功率過(guò)大。

5　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在乃至今后，越來(lái)越多的發(fā)射塔上安裝的天線設(shè)備逐漸達(dá)到飽和，如果繼續(xù)增加信號(hào)，頻道之間干擾大大增多。如果采用雙工器或者多工器，使幾套發(fā)射機(jī)共用一套天饋系統(tǒng)，可以提高發(fā)射效率、節(jié)省塔上資源、降低維護(hù)成本，得到更好的收視、收聽(tīng)效果。因此，采用多頻道合成技術(shù)是廣播電視無(wú)線發(fā)射發(fā)展的必然選擇。

參考文獻(xiàn)

［1］張清泉.調(diào)頻雙工器原理及測(cè)試結(jié)果分析［J］.儀器儀表與分析監(jiān)測(cè)，2003（2）：13-14.

［2］趙洪偉.FM廣播天線的測(cè)試與維護(hù)［J］.電大理工，2015（3），81-82.

中圖分類號(hào)：TN931

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）01-00013-02