电视三工系统暨天馈的应用和调试

摘　要：在广播电视发射台，通常有多个频率的发射机同时播出不同的节目内容，随着频道的增多，天线位置不够用，而且每部发射机都要配一副天馈，导致投资过高、维护成本过大。电视三工系统暨新的天馈系统是新型科技产品，可有效克服上述缺点。笔者基于本台工作实践，重点阐述星形电视三工器暨双天馈的原理，并探讨实际应用实践及调试。

关键词：带通滤波器； 电视； 星形三工器； 开关板； 双天馈

1　三工系统的结构和原理
三工系统的连接原理图如图一所示（f1、λ1是36ch的中心频率和波长，f2、λ2是42ch的中心频率和波长，f3、λ3是48ch的中心频率和波长，带通是带通滤波器）。首先是带通滤波器。最简单的带通滤波器可以等效为LC并联回路。带通滤波器是应用最为广泛的滤波器，根据通带的相对宽度分为窄带带通和宽带带通两种，一般相对带宽小于20%称为窄带带通滤波器，相对带宽大于40%称为宽带带通滤波器。就广播电视而言最常用的是窄带带通滤波器，典型结构是级联式的耦合谐振腔结构，谐振腔是带通滤波器最关键的部分。在一定体积内能限定电磁能量，其中激励起微波电磁振荡的结构，称为微波谐振腔。谐振腔的好坏直接决定了滤波器性能的好坏。谐振腔最主要指标有谐振频率和品质因数，谐振频率就是谐振回路中电磁能量的转换频率，其大小与回路的形状及电磁场的模式有关；品质因数（Q值）与谐振回路的损耗直接相关，是指谐振时系统中存储的电能或磁能与一周期内系统损耗的能量之比的2丌倍。谐振腔的Q值越高说明其谐振响应曲线越尖锐，谐振腔的Q值与谐振腔的体积、电磁场的模式及腔体所用材料有关。将谐振频率相同的多个谐振腔通过一定的耦合方式级联起来就构成了传统的窄带带通滤波器。通过调整输入输出端及各谐振腔的耦合量就可以使带通滤波器的性能满足要求。

                     图1(星形三工器原理图)
f1、f2带通滤波器和λ1/4、λ2/4的硬馈组成一星形双工器。信号从星点1输出后通过长度为λ硬馈，与f3带通滤波器及λ3/4的硬馈再形成星形双工器，从星点2输出。f1带通、λ1/4硬馈对f1而言是低阻，对f2是高阻；同理，f2带通、λ2/4硬馈对f2是低阻，对f1是高阻；f1、f2在星点1输出，经过λ的硬馈到星点2，f3带通、λ3/4硬馈对f3是低阻，对星点1输出过来的信号呈现高阻。而f1带通、λ1/4硬馈和f2带通、λ2/4硬馈对f3呈现高阻。由于选择了特定频率的带通滤波器及对应于不同频率的1/4波长的硬馈，使得f1、f2、f3互不干扰从星点2输出，并且三个频率间隔48MHz，所以隔离度指标非常理想。
2　三工器的调试
先调整单个滤波器的通带特性，使各个滤波器在其特定带宽内有良好的通带特性；然后按照图1将三个滤波器连接好，在星点2输出处接一个标阻，分析仪的输出端先后接f1、f2、f3的输入端，测三个通道的驻波比，调整各个滤波器上的调钮使三个驻波比达到最佳状态就可以联机调试了。
3　新天馈应用
三工器输出的信号通过一段硬馈接到天馈系统。新天馈由无源开关板、双馈管和双偶极板天线组成。原理图如下面图2所示。

            图2（天馈连接图）

开关板实际上就是一个功分器（最大功率40KW，工作频率为400MHz-800MHz）它有两种形式，一种是用阻抗变换直接分配，另一种是用三分贝耦合器来实现二分配；安徽广播电视台安庆发射台使用的是后一种。将信号一分为二后通过俩根馈管送到双偶极板天线，俩天线同时工作。假设一半天线出故障，可将有问题的天线停用，在开关板处断开连接，甩掉开关板，只使用另外一半天线降功率播出。这在不间断播出方面有着重要的现实意义。
经过反复调试，最后达到了理想的效果。各指标如表1所示。

4　结束语
   优点：由于使用了星形三工器，合理利用了频道间隔2×24MHz的有利条件，使得隔离
度指标非常理想，提高了播出质量；利用了双馈管天馈系统，大大降低了停播率；开关板增
加了操作的便利性。注意：三工器的带通滤波器与λ/4硬馈的相互匹配以及满足带宽的要求。