调频十工器工作原理与调试探析

赵洪伟

辽宁省广播电视传输发射中心（沈阳　110000）

调频十工器工作原理与调试探析

赵洪伟

辽宁省广播电视传输发射中心（沈阳110000）

介绍了10KW调频十工器的工作原理，它是十套调频节目共用一副天线的设备，适合省市级具有多套大功率调频广播的电台使用。同时还介绍了如何使用HP—8752A网络分析仪对其进行调试。

十工器；恒输入阻抗带通桥式单元；定向耦合器；带通滤波器

在调频广播发射系统中，10KW调频十工器是十套调频节目共用一副天线的设备，它适合省市级具有多套大功率调频广播的电台使用，要求配套天线为具有足够功率容量的宽带天线，须覆盖所有使用频点，最好能覆盖整个调频波段。在我发射台调频多工器更新改造为十工器的施工中，采用了上海明珠广播电视科技公司的产品，该十工器由十套恒输入阻抗带通滤波器组成，各项技术指标和工作状态非常好，尤其是频率的配置合理，提高了各频率之间的隔离度，使三阶互调产物降至最低，明显地提高了信号传输质量。该十工器投入使用至今，运行稳定、可靠。以下探析一下调频十工器工作原理与调试方法。

1　十工器的结构和工作原理

在了解恒输入阻抗带通桥式单元的工作原理之前，我们先了解一下定向耦合器和带通滤波器的工作原理及其作用。

2.13dB耦合器

从图1可以看到3dB耦合器共有四个端口，分别为输入端①，耦合输出端②，直通输出端③及隔离端④。当长度L=1/4λ时，并且在两路输出通道②和③匹配良好的情况下，从①端输入时，②和③各输出一半功率，但③端比②端信号要滞后90º相位，而④端没有输出，这样①和④端具有良好的隔离度。但实际上由于两路通道很难做到完全匹配毫无反射，所以④端也会消耗一定的功率。

2.2带通滤波器（谐振腔）

该设备使用的带通滤波器是如图2所示的耦合窗型双腔式带通滤波器，它是用两只同轴式谐振腔装配而成，两只腔体之间的耦合采用固定式耦合窗来取得，当窗口尺寸取得合适时，其滤波性能在整个调频波段内基本一致，这样只需改变谐振腔内导体长度就可以得到需要的频率，调节输入输出耦合环就可以得到需要的滤波性能。

图1　三分贝耦合器图　

图2　耦合窗型双腔式带通滤波器

2.3恒输入阻抗带通型桥式双工器

FM十工器由十套滤波式双工器组成，而每套滤波式双工器是由两组3dB耦合器（D1、D2）、两组带通滤波器谐振腔（B1、B2）、一个均衡负载R以及适当的连接馈管组成，其工作原理如图3所式。

两组带通滤波器谐振腔均谐振于F1，这样F1信号被第一个3dB耦合器等分后直接通过两组带通滤波器，第二个3dB耦合器的作用是相反的，使被等分的信号在输出端合并输出。F2被第二个3dB耦合器等分后，由于滤波器对F2呈短路状态，使F2的两路等分信号均被反射回来，然后重新被第二个3dB耦合器合并到输出端输出。事实上，B1、B2带通滤波器不可能对F2全反射，会有少量泄漏通过，合成在3端口被均衡负载R吸收。通常F1称为窄带输入口，而F2称为宽带输入口，它能输入除F1以外的所有频率（要求与F1相隔1MHz，以保证设备对隔离度的要求）。滤波器测试接线方法见图4所示。

十工器由十套滤波式双工器组成，其工作原理如图5所示。信号F1通过第一套滤波式双工器I1后，经过连接馈管到达第二套滤波式双工器I2宽带口，通过I2的作用与F2合成，并经连接馈管到达I3的宽带口，通过I3的作用与F3合成，之后通过I4，以此类推，最后合成送入天线。

图3　恒输入阻抗带通型桥式双工器

图4　滤波器测试接线图

3　滤波器的调试及维护

3.1调试

将HP—8752A网络分析仪设置中心频率，测试带宽为2MHz；通道1、2分别按着反射测量和传输测量校准好以后连接在滤波器的两个端口，设置好仪器的参考线、比例和频标。此时，在仪器上应同时显示插入损耗和回波损失比两条曲线。调整时要注意兼顾两条曲线的变化；并同时调整两谐振腔体内的移动导体A、B的长度，使失调的曲线左右调整并对准设置频率的中心；松开固定螺丝上下调整耦合环C、D的大小，改变带宽使两条曲线趋于正常，反复进行这两项操作，直至使插入损耗和回波损失比两条曲线分别达到0.2dB和-30dB的合格值为止。由于每组桥式单元均有一路窄带输入和一路宽带输入，所以从理论上来说，利用该特点可以将若干桥式单元不受路数限制链接起来，组成多工器。本十工器就是由若干桥式单元组成而成。这样组成的调频多工器不仅能获得良好的电气性能，而且需要的器件数量比较少，频率配置最合理，链接装配调试均比较方便。

图5　十工器工作原理图

3.2维护

十工器一经调试完成，试机工作正常后，一般可稳定工作。在日常维护工作中，应注意以下几点：

（1）清洁设备；

（2）检查有无异常温升点，一般出现异常温升是接触不良或松动所造成的。如在外部连接处，可将连接处拆开经处理后恢复；

（3）发射机工作异常，反射增大或跳机，请按以下步骤检查：a.倒备机工作，如备机正常，请检查主机。b.如备机也不正常，则倒负载。在确定负载正常的情况下，接负载，备机还是不正常，检查主备发射机，如备机接负载正常，接天馈多工不正常，则先检查天馈系统。c.天馈系统有问题，请检查天馈系统。如天馈系统正常，则可判断调频多工器设备故障。

（责任编辑：兴安）