调频多工器工作原理及常见故障分析与维护

摘  要：该文通过对多工器的工作原理、常见故障分析、维护注意要点3个方面进行了简单的分析阐述，熟悉并掌握这些要领，有计划地做好多工器的技术维护工作，对安全播出至关重要。

关键词：多工器  桥式双工器  吸收电阻  滤波器  温度

中图分类号：TN934.2                             文献标识码：A                          文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0018-02

在调频发射台，通常采用多工器来实现多套调频广播节目共用一副天线来播出。多工器的应用，既能够满足不断增加的节目需求，解决发射铁塔上空间不足的问题，又不失为一种节约投入的技术方案。调频发射天线需做到有足够功率容量和的全频率调频频段的宽带天线来满足多工器的需求。对于不同的调频工作频率，通过各种补偿方法使其驻波比达到要求的技术指标。

1  多工器工作原理

1.1 桥式多工器的采用

调频多工器可以采取多种实现方式，通常用双工器组合而成。桥式双工器因具有频率间隔小、隔离度高、阻抗匹配好、利于链接、易于调整、改频和增加频道等优点而被普遍采用。

1.2 桥式双工器的原理

桥式双工器由2个3dB的定向偶合器（D1、D2）和2个带通滤波器（B1、B2）、吸收负载R以及相互间连接的同轴馈管构成。其工作原理如图1所示。射频信号f1从定向耦合器D1的1端输入，在其3端和4端输出功率各一半的信号，其中3端和1端的信号相位相同，4端的比1端的信号相位滞后90°，两路信号通过带通滤波器B1、B2到达3dB定向偶合器D2的7端和8端，由于8端和6端相位相同，到达6端的信号相位滞后7端相位90°，f1的两路信号在6端正好同相位合成，而在5端，经过两次延时90°，共计延时180°，同7端过来的未经过延时的f1信号正好反相抵消，所以f1信号在5端没有输出。

信号f2从3dB定向耦合器D2的5端进来，在7端和8端输出功率各一半信号，到达带通滤波器的输入端后被全反射回到D2，由于相位的原因，所以在6端两路信号又重新被合成为信号f2。

实际上，带通滤波器B1、B2不可能对f2信号全反射回来，也会有少量信号泄露通过，在定向耦合器的2端合成后被吸收负载R吸收，不会串入到端1对f1信号造成串扰。由于端1只能输入f1信号，通常被称为窄带输入口，而端5，它能输入除f1以外的所有频率，故称其为宽带输入口。

1.3 六工器原理

笔者所在广播电视台的六工器就是由5组桥式双工器依次串联而成的。如图2所示，信号f1通过桥式双工器1以后，再经过连接得馈管到达桥式双工器2得宽带输入端，在桥式双工器2的作用下与f2信号进行合成，并经过连接馈管到达桥式双工器3的宽带输入端，在桥式双工器3的作用下与f3信号进行合成，然后进入桥式双工器4，以次类推，最后进入发射天线。

由以上可以看出，每组桥式双工器均有一路窄带输入和一路宽带输入，所以利用该特点可以将若干桥式双工器不受路数限制链接起来，组成多工器。多工设备的使用，对于窄带输入端来说，相当于在后面增加了输出滤波器，可以有效地减少了产生二阶和三阶互调的可能性，改善了信号的传输质量。

2  多工器常见故障分析

2.1 多工器常见故障

该台的多工器使用几年来，常见的故障就是吸收电阻烧坏。烧坏的原因可能有所不同，需要区别对待，排除故障。当天馈线出现故障或发射机反射增大时，一般都能引起注意，去查看多工器是否有异常温升、吸收负载阻值是否正常等。去年8月，该台天馈线系统遭遇雷击，出现故障，有多根分馈线烧坏，几部发射机相继出现反射过大、掉高压情况，吸收电阻烧坏了3个。天线修复后，更换了吸收电阻。

2.2 多工器故障的原因

在平时的例行维护中，我们也有发现吸收电阻损坏、阻值变大的情况，中间我们在工作中并没有发现发射机反射大、掉高压等情况，天馈线的驻波比也正常。这样的情况出现过几次。经过认真分析，认为原因可能是多方面的，现在分析如下。

（1）天馈线出现异常会波及到多工器。例如，主馈绝缘电阻变小，天线在雨雪、大风等恶劣天气，有可能瞬时短路、开路、驻波比变坏等，都会使得一些功率反射回去。

（2）多工器指标变差，3dB定向偶合器隔离度降低，带通滤波器变宽。根据前面的原理我们知道，3dB定向偶合器的隔离端也会有一些泄露，带通滤波器也不可能把带外信号完全反射。当到达隔离端的功率大到超过吸收负载的额定功率后，将会造成吸收负载温度升高而烧坏。

（3）调制度过大，使得射频信号带宽变大，泄露到吸收电阻上的功率加大。该台从播控室送来的音频信号电平常常偏高，发射机激励器一般也没限幅，早成调制度经常在130%以上。

（4）带通滤波器谐振频率偏移、发射机载频偏离、多工器与天线阻抗不匹配等情况都会使得一些功率转移到吸收负载上。

吸收电阻损坏可能是一种原因或以上多种原因共同作用的结果。如不及时更换，本该吸收电阻承受的功率都会反射到发射机上，会造成更大的危害。

3  多工器的维护

多工器是发射系统的公共部分，它的工作状态的好坏直接影响到播出的质量。因此在平时的维护过程中，要常巡视、常观察，一经发现问题，应及时处理，把隐患消灭在萌芽状态，使损害降到最低。日常维护中应注意以下几个方面。

（1）吸收电阻应定时检查其阻值，发现损坏后要及时查明原因，排除故障后并进行更换，并要注意吸收电阻的的功率容量，吸收电阻的功率通常选择大于窄帶输入功率的5%～10%为宜。

（2）日常巡查时，可以用手感受多工器表面的温度，检查有无温度升高的部位，通常出现异常温升是部件接触不良或松动造成的。硬馈连接处易出现异常温升，通常进行拆开重装，确保其可靠连接。

（3）天馈线系统的指标应定期测试，指标异常要及时查明原因并处理。

（4）机房环境温度要保持清爽宜人，避免温度过高造成谐振腔频率漂移，从而加大了插入损耗，插入损耗的增大又进一步使温度升高，形成的恶性循环会使多工器的指标变差。

4  结语

总之，熟悉多工器的原理，有计划地做好多工器的预防维护工作，使之处于良好的工作状态是安全优质播出的重要保证。工作中一丝不苟，养成维护和故障处理完后，做记录和总结的好习惯，这样才能不断提高我们的专业技能，确保广播节目的安全播出。

参考文献

[1] 倪世兰，钱岳林.电视与调频发送技术[M].北京：中国广播电视出版社，2005：202-206.①作者简介：王亚峰（1972—），男，汉族，河北邯郸人，本科，副高级工程师，研究方向：广播电视发射。

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2019-09-03