桥式多工器故障的应急办法

霍慧清，许小明

（湖北龟山广播电视发射台，武汉 430050）

1 引言

随着我国广电事业的飞速发展，各个发射台站为了保障安全播出，采取各种方式增加发射系统的稳定性，电视发射系统多采用1+1的备份方式，调频发射则多采用N+1 备份系统的办法，节省设备购置，提高设备配置的性价比，防止因发射机故障而造成的停播事故。为减少发射台的天线数目，节约宝贵的天线位资源，减少维护量，多工器被广泛运用。但在实际运用中，由于多工器为无源器件，出现问题的几率较低，在维护和运行中容易被忽视，因此，对多工器产生故障的预防措施不多，应急处置手段匮乏。由于多工器是连接多台发射机的关键器件，是发射输出的总枢纽，一旦多工器出现故障，与多工器连接的发射机可能出现同时停播的严重事故，并且事故处理时间较长，影响较大。因此，重视多工器系统的的应急处理对安全播出有着重要的现实意义。

2 桥式多工器的结构

多工器是实现多部不同频率的发射机共用一付发射天线的组合网络，它可以使每部发射机和天线都良好的匹配连接，发射机之间互不干扰，对于节省发射台天线资源，降低发射系统成本，减少维护量等起到重要的作用。调频多工器采用积木式组合结构，根据所使用的频率数和频率间隔，可采用不同的组合，包括星型、桥式、延时线和混合式结构。主要组成部件为带通滤波器和3dB定向耦合器。欲使节目彼此互不干扰，带通滤波器作为频率选择装置，是组成多工器的一个重要部件。3dB耦合器作为一种特殊的定向耦合器，具有功率分配和功率合成的双重功能，它是一个四端口器件，被广泛应用于桥式多工器系统中。目前多频点、大功率的多工器一般采用桥式结构。

桥式双工器是由2个谐振腔构成的带通滤波器、2个3dB耦合器组成。由于3dB耦合器和两个带通滤波器成对分臂式连接，故称为桥式双工器。其结构如图所示：

f1端信号是经由带通滤波器馈送至输入端，其通频带范围有限，我们通常将其称为窄带输入口，而f2端信号是在滤波器的阻带内反射，具有宽带特性，所以我们将其称为宽带输入口。由于输入阻抗的恒定和宽带输入的特性，多工器是从双工器的宽带输入端扩展级联而成，理论上可以无限扩展成N工器。原理图如下所示：

3 多工器故障的应急方法

桥式多工器是由多个桥式单元以级联的方式连接在一起的设备，当其中某个桥式单元发生故障时，会影响这个单元之前的其它单元工作。例如，当上图六工器中桥式单元 D 发生故障时，由于单元E、F在单元D之后，因此他们的运行指标未受到影响，工作正常；但前三个频道 A、B、C 的合成信号由于是从单元D 的宽带口输入，频道 A、B、C的反射损耗、插入损耗等指标会受到单元D 故障的影响。造成的后果是，由于桥式单元D 发生故障，只有频道 E、F可以继续正常播出，而A、B、C、D四套节目都无法正常播出。

一个理想的桥式双工单元具有四个端口完全对称且都是宽带的特性。只要频道间隔满足条件，一个理想桥式单元的宽带输入口可以输入该频段内任意频率的信号。利用这个特性，我们可以将桥式多工器的宽带输入口作为其它窄带输入端口的备份，当多工器的某单元发生故障时，迅速将故障单元的窄带输入切换到多工器宽带输入口上，达到快速应急的目的。具体做法如下：对于一个由多个桥式单元级联的多工器，当其中某一个单元发生故障时，可以通过硬馈或者切换开关将这个单元从整个系统中“短路”掉，其它各个桥式单元不变，发生故障的频道信号改从多工器的宽带口输入，从而达到应急播出的目的。故障单元脱离播出系统，进入检修状态。

应急处理后的多工器如图示：

假如多工器D单元故障，我们将单元A、B、C的合成输出与单元E的宽带输入用硬馈管直接，将D单元从整个系统中短路掉，同时将备机与宽带口相连的同轴开关倒换，备机连接到宽带口输入，使用D频道播出，从而保证整个系统不停播，避免大的停播事故发生。此时桥式单元D已经脱离多工器，可以维修和检查，它不影响其他单元的播出。

4 结束语

多工器作为无源器件，出现故障的概率较低，且不容易像发射机等设备那样做一整套完整的备份，因此加强对多工器的维护和应急措施十分重要，在实际工作中，我们需要经常检查多工器馈管、弯头及腔体温度；定期检查吸收负载，注意通风散热，保持环境温度在0～35度；由于多工器的摆位固定，各单元之间的连接馈管我们也可以预先准备，做好标记，一旦出现故障，可以按照我们的应急方法快速对位更换，避免大的事故发生，有条件的台站还可以在各单元间加装U-Link开关板，这样能更快的应急处置。2016年我们在多工器的宽带输入口加装了一个同轴开关，将发射机的N+1设备连接在多工器的宽带输入，避免同时连接发射机和多工器的馈管，缩短了故障时间。利用简单的技术措施，有效地提高了发射系统的可靠性，在实际安全播出工作发挥了重要的作用。