鶴壁市第二電視轉(zhuǎn)播臺 武建斌

本文通過對河南省鶴壁市第二電視轉(zhuǎn)播臺調(diào)頻天線開關(guān)板及六工器系統(tǒng)的闡述，介紹了多工天線系統(tǒng)的功能要求、構(gòu)成及性能，結(jié)合實際調(diào)試與應(yīng)用，介紹了調(diào)頻廣播多工饋電天線系統(tǒng)的應(yīng)用以及在實際使用中應(yīng)注意的問題。

我國自20世紀50年代開始試驗性調(diào)頻廣播以來，在經(jīng)歷了半個世紀后，由于調(diào)頻廣播具有聲音指標較高，抗干擾能力強的優(yōu)勢，使聽眾群體進一步擴大，逐步促使調(diào)頻廣播發(fā)展進入了鼎盛時期?，F(xiàn)在的調(diào)頻廣播電臺一般都有多套節(jié)目，采用不同頻率發(fā)射，而且大多都與電視發(fā)射同處一塔，為了節(jié)約天饋系統(tǒng)成本，更合理經(jīng)濟的使用有限的鐵塔資源，一般都采用多工饋電方案解決，多部發(fā)射機共同使用一副大功率天線，這樣多工器就應(yīng)運而生了，多工器有雙工器、三功器、四功器……，但這都是在雙工器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，我臺用于轉(zhuǎn)播省電臺六套節(jié)目所使用的六工器，它由星點式濾波器與橋式濾波器級聯(lián)組成，圖1為其基本結(jié)構(gòu)組成圖。

圖1 六工器

1 多工器的結(jié)構(gòu)

1.1 星點式雙工器

星點式雙工器是由兩個帶通濾波器組成，如圖2所示，兩輸入端呈窄帶特性，兩個輸入頻率間隔應(yīng)當不小于2MHz，其隔離度指標才能達到要求，否則兩個頻點之間將產(chǎn)生互調(diào)，使系統(tǒng)輸出指標劣化，而且為了滿足阻抗匹配，其級聯(lián)點前的線路長度與使用頻率有關(guān)，調(diào)整不便，所以在使用中兩個輸入頻率間隔必須保證大于3MHz。星點式雙工器的優(yōu)點是：方案簡單、器件少、成本低。

圖2 星點式雙工器

1.2 橋式雙工器

橋式雙工器由兩個3dB耦合器和兩個帶通濾波器組成，如圖3所示，其功率輸入輸出端采用了3dB耦合器，所以它的輸入端成寬帶特性，而且輸入阻抗恒定，所以橋式雙工器易于級聯(lián)擴展，對各輸入端的相互隔離度較高，在實際應(yīng)用中保證兩輸入頻率間隔大于1MHz即可，唯一缺點是其成本較星點式雙工器高。

圖3 橋式雙工器

2 多工器的技術(shù)指標

（1）反射特性（即輸入回波損耗）在負載端接標阻情況下，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）頻率隔離度：各輸入端之間的隔離度以及各輸入口到吸收負載之間的隔離度要優(yōu)于26dB。

3 多工器的調(diào)整

整個系統(tǒng)的調(diào)試使用能同時測量反射特性和傳輸特性的惠普HP－8711B射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀。整個調(diào)試過程從帶通濾波器開始，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)整時要兩項指標的相互配合、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)其工作頻點單獨調(diào)整完畢后，用硬饋彎頭以及3dB耦合器分別組成星點式和橋式雙工器（3dB耦合器在出廠時已調(diào)好，在整個FM波段通用），然后分別對兩種雙工器進行調(diào)整。星點式雙工器調(diào)整時先將分析儀輸出端接一個頻點濾波器的輸入端，另一頻點濾波器輸入端接標阻，觀察顯示器雙曲線，進行微調(diào)，然后用相同的方式調(diào)整另一頻點濾波器的指標。橋式雙工器調(diào)整時先將分析儀輸出接入單頻點輸入端，分析儀輸入端接雙工器輸出端口，吸收負載端和寬帶輸入端接標阻。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到最好。

單體雙工器調(diào)整完畢后，用硬饋將六工器聯(lián)接好，進行統(tǒng)調(diào)，統(tǒng)調(diào)的方法是從后至前，即先調(diào)靠近輸出端口的那一組，使其各項指標符合要求，然后將調(diào)試好的這一組做為前一級雙工器的負載，調(diào)整前一級雙工器。每級雙工器調(diào)整完畢后，將分析儀輸入端分別接其它各頻點輸入端，空余端口接標阻，則可測出該頻點輸入端與其它各頻點輸入端之間的隔離度，隔離度應(yīng)優(yōu)于40dB。全部調(diào)整完畢后，系統(tǒng)輸出端接入已調(diào)整好的天饋線單元，包括開關(guān)板、主饋電纜及天線，將所有指標重新測試一遍，滿足指標要求，既告調(diào)整結(jié)束。表1為我臺六工器調(diào)整后的實際指標測量結(jié)果。

表1 我臺六工器調(diào)整后的實際指標測量結(jié)果

4 開關(guān)板以及天線的安裝調(diào)試

開關(guān)板的作用是將六工器合成以后的射頻功率信號經(jīng)功率分配器，平均分成雙路信號，經(jīng)兩根4寸主饋電纜送到鐵塔上的上下兩幅天線功分器的輸入端，經(jīng)分饋線分別饋送到各單幅天線，然后以電磁波的形式輻射出去，覆蓋整個服務(wù)區(qū)，開關(guān)板的另一個重要作用是當上下某幅天線出現(xiàn)故障時，可以經(jīng)過彎頭轉(zhuǎn)接以及降低為半功率的方法來保證節(jié)目不停播，在故障半幅天線檢修結(jié)束后，調(diào)整彎頭位置，既可恢復(fù)全功率工作。天線開關(guān)板的指標調(diào)試在廠家已完成。饋線在施工現(xiàn)場完成，兩根饋線要求嚴格等長，指標的測試過程為先測出上半幅和下半幅的單獨指標，然后接入開關(guān)板再測天線的總指標，指標滿足既可將多工器接入。

5 使用中應(yīng)注意的問題

（1）多工器在使用中應(yīng)注意機房內(nèi)的環(huán)境溫度，當工作中環(huán)境溫度過高后，功率通過雙工器濾波器腔體時，總會有一少部分功率將轉(zhuǎn)化為熱能，兩種溫度疊加，引起腔體內(nèi)溫度上升，使其內(nèi)外導(dǎo)體受熱發(fā)生物理熱應(yīng)力變化，則其等效電感與等效電容參量也產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而引起腔體工作中心頻率偏移，頻率偏移后，其結(jié)果是將有更多的能量消耗在濾波器腔體內(nèi)部，造成惡性循環(huán)。調(diào)機中，廠家技術(shù)人員告知，多工器腔體外表溫度在室溫基礎(chǔ)上允許其溫升攝氏30℃。否則將視為多工故障，那么有效的控制機房內(nèi)部環(huán)境溫度和進風(fēng)量，經(jīng)常性對多工器腔體外部溫度進行測量，是正常維護工作中的一個重要環(huán)節(jié)。

（2）由于多部發(fā)射機、多個雙工器以及開關(guān)板之間的聯(lián)接均采用硬饋，因場地等原因造成了許多硬饋彎頭、插頭的存在，經(jīng)常觀察各接頭處有無變色、升溫等異常變化，測量橋式雙工器負載電阻的溫度，經(jīng)常性的維護將是整個系統(tǒng)運行的關(guān)健。

（3）由于該天線系統(tǒng)功率較大，在使用中應(yīng)對饋管充氣設(shè)備的運行狀況進行巡視，建議饋管中的氣壓值也應(yīng)做為巡機抄表中的一項重要內(nèi)容。