橋式多工器故障的應急辦法

霍慧清，許小明

（湖北龜山廣播電視發(fā)射臺，武漢 430050）

1 引言

隨著我國廣電事業(yè)的飛速發(fā)展，各個發(fā)射臺站為了保障安全播出，采取各種方式增加發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電視發(fā)射系統(tǒng)多采用1+1的備份方式，調頻發(fā)射則多采用N+1 備份系統(tǒng)的辦法，節(jié)省設備購置，提高設備配置的性價比，防止因發(fā)射機故障而造成的停播事故。為減少發(fā)射臺的天線數(shù)目，節(jié)約寶貴的天線位資源，減少維護量，多工器被廣泛運用。但在實際運用中，由于多工器為無源器件，出現(xiàn)問題的幾率較低，在維護和運行中容易被忽視，因此，對多工器產(chǎn)生故障的預防措施不多，應急處置手段匱乏。由于多工器是連接多臺發(fā)射機的關鍵器件，是發(fā)射輸出的總樞紐，一旦多工器出現(xiàn)故障，與多工器連接的發(fā)射機可能出現(xiàn)同時停播的嚴重事故，并且事故處理時間較長，影響較大。因此，重視多工器系統(tǒng)的的應急處理對安全播出有著重要的現(xiàn)實意義。

2 橋式多工器的結構

多工器是實現(xiàn)多部不同頻率的發(fā)射機共用一付發(fā)射天線的組合網(wǎng)絡，它可以使每部發(fā)射機和天線都良好的匹配連接，發(fā)射機之間互不干擾，對于節(jié)省發(fā)射臺天線資源，降低發(fā)射系統(tǒng)成本，減少維護量等起到重要的作用。調頻多工器采用積木式組合結構，根據(jù)所使用的頻率數(shù)和頻率間隔，可采用不同的組合，包括星型、橋式、延時線和混合式結構。主要組成部件為帶通濾波器和3dB定向耦合器。欲使節(jié)目彼此互不干擾，帶通濾波器作為頻率選擇裝置，是組成多工器的一個重要部件。3dB耦合器作為一種特殊的定向耦合器，具有功率分配和功率合成的雙重功能，它是一個四端口器件，被廣泛應用于橋式多工器系統(tǒng)中。目前多頻點、大功率的多工器一般采用橋式結構。

橋式雙工器是由2個諧振腔構成的帶通濾波器、2個3dB耦合器組成。由于3dB耦合器和兩個帶通濾波器成對分臂式連接，故稱為橋式雙工器。其結構如圖所示：

f1端信號是經(jīng)由帶通濾波器饋送至輸入端，其通頻帶范圍有限，我們通常將其稱為窄帶輸入口，而f2端信號是在濾波器的阻帶內反射，具有寬帶特性，所以我們將其稱為寬帶輸入口。由于輸入阻抗的恒定和寬帶輸入的特性，多工器是從雙工器的寬帶輸入端擴展級聯(lián)而成，理論上可以無限擴展成N工器。原理圖如下所示：

3 多工器故障的應急方法

橋式多工器是由多個橋式單元以級聯(lián)的方式連接在一起的設備，當其中某個橋式單元發(fā)生故障時，會影響這個單元之前的其它單元工作。例如，當上圖六工器中橋式單元 D 發(fā)生故障時，由于單元E、F在單元D之后，因此他們的運行指標未受到影響，工作正常；但前三個頻道 A、B、C 的合成信號由于是從單元D 的寬帶口輸入，頻道 A、B、C的反射損耗、插入損耗等指標會受到單元D 故障的影響。造成的后果是，由于橋式單元D 發(fā)生故障，只有頻道 E、F可以繼續(xù)正常播出，而A、B、C、D四套節(jié)目都無法正常播出。

一個理想的橋式雙工單元具有四個端口完全對稱且都是寬帶的特性。只要頻道間隔滿足條件，一個理想橋式單元的寬帶輸入口可以輸入該頻段內任意頻率的信號。利用這個特性，我們可以將橋式多工器的寬帶輸入口作為其它窄帶輸入端口的備份，當多工器的某單元發(fā)生故障時，迅速將故障單元的窄帶輸入切換到多工器寬帶輸入口上，達到快速應急的目的。具體做法如下：對于一個由多個橋式單元級聯(lián)的多工器，當其中某一個單元發(fā)生故障時，可以通過硬饋或者切換開關將這個單元從整個系統(tǒng)中“短路”掉，其它各個橋式單元不變，發(fā)生故障的頻道信號改從多工器的寬帶口輸入，從而達到應急播出的目的。故障單元脫離播出系統(tǒng)，進入檢修狀態(tài)。

應急處理后的多工器如圖示：

假如多工器D單元故障，我們將單元A、B、C的合成輸出與單元E的寬帶輸入用硬饋管直接，將D單元從整個系統(tǒng)中短路掉，同時將備機與寬帶口相連的同軸開關倒換，備機連接到寬帶口輸入，使用D頻道播出，從而保證整個系統(tǒng)不停播，避免大的停播事故發(fā)生。此時橋式單元D已經(jīng)脫離多工器，可以維修和檢查，它不影響其他單元的播出。

4 結束語

多工器作為無源器件，出現(xiàn)故障的概率較低，且不容易像發(fā)射機等設備那樣做一整套完整的備份，因此加強對多工器的維護和應急措施十分重要，在實際工作中，我們需要經(jīng)常檢查多工器饋管、彎頭及腔體溫度；定期檢查吸收負載，注意通風散熱，保持環(huán)境溫度在0～35度；由于多工器的擺位固定，各單元之間的連接饋管我們也可以預先準備，做好標記，一旦出現(xiàn)故障，可以按照我們的應急方法快速對位更換，避免大的事故發(fā)生，有條件的臺站還可以在各單元間加裝U-Link開關板，這樣能更快的應急處置。2016年我們在多工器的寬帶輸入口加裝了一個同軸開關，將發(fā)射機的N+1設備連接在多工器的寬帶輸入，避免同時連接發(fā)射機和多工器的饋管，縮短了故障時間。利用簡單的技術措施，有效地提高了發(fā)射系統(tǒng)的可靠性，在實際安全播出工作發(fā)揮了重要的作用。