六工器在广播电视发射台站中的应用

高元平

（山西省广播电视局二二八台，山西 太原 030012)

关健词：广播电视；调频；六工器；播出

0 引 言

调频广播节目以其抗干扰能力强、音质优美好听、技术指标高的优点，深受听众喜欢。因此，各地电台调频广播节目套数大大增加。传统的节目发射是一套节目一部发射机使用一套天馈系统，这样就需要很多的天馈系统和铁塔。为了充分利用现有的天馈和铁塔，大都引进多部发射机共用一部大功率发射天线发射的技术。多工器是将多部发射机与天馈联系到一起的设备。多工器分为双工器、三功器……六功器等，目前最多可达十二工器。山西省广播电视局二二八台播出的中央和山西省系列11套调频广播节目，就是使用2部六工器，分2组将节目信号馈送到2部大功率发射天线上发送出去的。

1 六工器的组成和特点

将六部发射机和一部天馈线进行联络的系统就是六工器系统。一套六工器系统包括6部发射机、1部六工器、1套天线开关板以及6个吸收负载等设备。六工器的特点：（1）将发射机信号进行功率合成；（2）可对发射机和天馈线进行功率匹配。

2 六工器的工作原理

2.1 六工器

六工器是多端口无源器件，由5部或6部双工器组合而成，具有6个输入端口和1个输出端口。在正常工作情况下，六工器的任一输入端与输出端之间的插入损耗都应该很小。它能把6个发射机的射频信号组合为一路更大功率的射频信号传输到天馈上，且传输损耗很小。

2.2 双工器

双工器是有2个输入端、1个输出端的三端口无源器件。当不同频率的2路射频信号分别由2个输入端口进入时，它能够无损耗地在输出端叠加为1路宽带信号。下面将具体介绍2种型式——星点型和定阻型。

2.2.1 星点型双工器

星点型双工器由3部分组成：2段λ/4的馈管、2个不同频率的带通滤波器（BPF）和1个T型弯头。把T型弯头的中点称为S点，也就是星点。把频率为F1、F2的两路信号分别连接到带通滤波器BPF1、BPF2上，经过λ/4连接馈线L1、L2连接到星点T型弯头，T型弯头的长端又与天线连接。为确保2部发射机之间的隔离度能够达标，从S点分别向2部发射机位置看去，其阻抗对F1、F2的频率来说应该都是高阻或是开路状态，可通过调节L1和L2的长度来实现。星点型多工器的优点是结构简单、成本低，缺点是频率间隔大、插入损耗大且调整困难。

2.2.2 定阻型双工器

定阻型双工器又称桥式双工器，由3部分组成：2个3 dB耦合器、2个带通滤波器（BPF）和1个吸收负载。它的结构中有1个窄带输入口、1个宽带输入口和1个合成宽频输出口。窄带输入口是一个发射节目所确定的工作频率F1，而2个带通滤波器的工作频率也是F1；宽带输入口是指除了窄带端口确定频率以外的其他频率F2。2个3 dB耦合器在系统中分别起功率分配与功率合成作用，使得窄带口和宽带口之间的反射很小，所以产生一个恒定的阻抗特性，被称作定阻抗双工器，具有吸收发射机带外杂波的能力。

2.3 天线开关板及其调试

天线开关板由3组接口、1个功率分配器和3组U形弯头组成，起到将六工器与2组天馈线连接的开关作用。工作原理是将六工器合成后的射频信号经分配器平均分为2路信号，通过2根主馈电缆送到铁塔的上下2半部天线上。当其中上半部天馈线出现故障时，可通过改变U形弯头位置，将六工器输出转接到下半部天馈线上，并以降低全部发射机输出为半功率的方法继续播出，保证六套发射节目不停播。当故障排除后，恢复U形弯头到原先位置，即可恢复该系统全功率工作。一般，厂家在出厂前已将天线开关板调试好。2组天馈线指标的测试为先分别测出上、下半部的指标，测试好后连接开关板，再测天馈线的总指标。

3 六工器的技术指标参数

山西省广播电视局二二八台的调频六工器由6个定阻型双工器级联而成。实际上，该六工器也可以当做七工器使用：6个窄带口接6部不同频率的发射机，1个宽带口可以接除上述6个频率外的1个频率的发射机，也可以接1部备机。六工器性能好坏可由驻波比、插入损耗以及隔离度等主要参数决定[1]。

（1）驻波比（即反射特性）：一般在负载端接标阻情况下，六工器的电压驻波比应小于1.1（即反射损耗优于-26.5 dB）。

（2）插入损耗（即传输特性）：插入损耗的好坏与其材料、结构、频率间隔和温度相关联。插入损耗越小，说明消耗到六工器上的功率越小，发射效率越高。一般插入损耗在0.1～1 dB。

（3）隔离度：是指示各发射频道之间相互影响纠结的指标，越大表明两端口之间的影响越小。

4 多工器的安装与调试

山西省广播电视局二二八台先在2003年使用了双工器和三工器，2005年又增加了1部四工器。2016年，山西省广播电视局二二八台将90 m自立铁塔上的2部调频发射天线进行升级扩容改造到60 kW，同时增加2部调频六工器，分别发射中央台系列和山西省系列的调频广播共11套节目，在节约铁塔和天馈资源上受益匪浅。

4.1 六工器的安装注意事项

在发射机房安装时，最好将六工器的排列接口和发射机位置一一对应，既整洁好看，又便于维护保养。虽然六工器对环境要求不高，但是良好的工作环境对其使用寿命具有直接影响。另外，在安装使用硬馈内接插芯时，一定选择新的连接紧凑的插件，避免因虚接造成升温、打火等严重后果。

山西省广播电视局二二八台的2部六工器是用6套定阻型双工器级联后加上天线开关板组成的。每部六工器均有6个窄带、1个宽带输入口。宽带口均可接1部备机[2]。

4.2 六工器的调试

4.2.1 常用的仪器

网络分析仪、标阻等。

4.2.2 带通滤波器

可使某指定频率射频信号通过，其他射频信号及谐波皆被带通滤波器滤除掉，输出单一的射频信号，由2个同轴式谐振腔组合建成。2个谐振腔之间耦合采用固定式耦合窗形式，当窗口取值恰当时，在整个调频波段内的滤波性能基本一致；调节谐振腔体内导体弹簧片长短（改变电容量），就能得到所需频率；调节输入和输出耦合环位置（改变电感量），就可以调整滤波性能。

4.2.3 定阻型双工器调整步骤

（1）3 dB耦合器和带通滤波器出厂前厂家已经调好，只要微调即可；（2）把RF IN接到吸收负载端来测量整个腔体隔离度；（3）把RF IN接至宽带输入端，测量窄带输入和宽带输入口之间的隔离度；（4）因为有了2个3 dB耦合器和2个带通滤波器的作用，所以2输入口隔离度通常大于45 dB，反复调谐，使得各指标参数达标。

4.2.4 六工器的统调步骤

（1）将6个调整好的六工器级联到一起进行统调；（2）统调的步骤是由后往前调，也就是先调靠近天线端口的双工器单元，终端接标阻，调试使其参数指标符合要求；（3）把调试好的末端一组双工器与第2组双工器连接，并以末端一组为它的负载，调整该组双工器；（4）以末端调好的2组为负载连接调试第3组，类推逐步调整并连接好六组双工器单元；（5）复测所有指标，如发现不符要求的，再重复进行微调。

4.3 六工器在工作中应注意的事项

（1）六工器调试好，就可以稳定工作；（2）不得随意旋转各腔体上的耦合环等，可能导致指标变坏；（3）不得拧松连接硬馈的卡扣，可能产生温升而引起频漂，增大插入损耗；（4）不得用尖锐硬物打砸腔体和硬馈，可能发生反射，增大驻波比。

4.4 日常维护的注意事项

（1）保持发射机房温度在20 ℃左右，防止温升引起频漂而增加六工器插入损耗；（2）经常清洁多工器系统表面；（3）每班要求检查触摸腔体、接插件以及硬馈管等，查看有无异常温升点，当有异常温升点时，可能是接触不良或接插件松动情况。

4.5 某发射机异常反射增大开不起机器的检查办法

（1）先将该发射机倒备机，如备机能正常工作，则检修主机；（2）如果主机正常，而接上六工器工作不正常，可能是多工器或天馈线故障；（3）用硬馈直接跨过六工器将发射机上天馈试机，如果工作正常，可以判定六工器故障。如果发射机工作不正常，检查天馈系统。

5 结 论

笔者从调频六工器的基本结构及组成进行阐述，剖析其工作原理、参数指标以及调试方法，并把六工器在工作中的注意事项、检查方法等与广电技术人员共享，达到各发射台在选购多工器后，工程技术人员能够迅速上手，熟练应用多工器知识，搞好广播电视安全播出工作。