1、第七章:调频多工器,1. 多工器简介 2.组成多工器的重要部件 3.多工器的技术参数 4.常用的多工器的组成形式4.1：星点型多工器4.2：星型的双工器加桥式双工器,1：多工器简介,我国广播电视事业正在迅速发展，很多电台、电视台都在增设调频频道和电视频道。用多工器实现多频道共塔广播应该是必然的选择，其原因是用多工器有很高的性价比。多频道合成器(简称多工器)在广播电视和微波通讯领域得到了广泛的应用。调频多工器是调频广播用来实现多部不同频率的发射机共用一副发射天线的设备 ,也就是将多路调频广播信号混合成一路 ,在一副天线上发射出去。有了它可以省去架设多副天线的投资 ,特别是在城市发射台 ,一个铁塔
2、上要安装多套电视发射天线和调频天线 ,而塔上可利用的高度十分有限 ,一般地只容许架一副调频天线 ,为了要播送多套调频节目 ,就必须使用多工器。因此 ,多工器的技术指标测试 ,是衡量多工器质量好坏的标准 ,直接关系到调频广播的播出质量。,2.组成多工器的重要部件,为了使一副宽频带天线能够同时发送几个频道的节目，首先需要一个功率合成装置。其次，欲使节目彼此互不干扰，频率选择装置是必不可少的。功率合成装置有多种，其中最常用的是三分贝耦合器。频率选择装置是由高Q值谐振腔(如同轴腔和波导腔等)组成的滤波器。在特定条件下，采用特殊的波导腔既可频率选择又能功率合成。组成多工器的另一个重要部件是带通滤波器。在
3、FM中最常用的滤波单元是1/4波长同轴谐振腔。,多工器的技术参数,主要参数和要求如下： (1)隔离度是指多工器对多个不同频率信号之间的隔离能 力，如果隔离能力低就会在两个信号之间产生互调，从而降低调频广播质量。一般要求隔离度优于30dB (2)最小频率间隔：在保证性能指标的前提下允许双工器两个输入频率之间的最小间隔一般在1.2MHz左右（桥式）。 (3)输入阻抗：50欧(同轴)，与调频发射机的输出阻抗相匹配 。 (4)输出阻抗 50欧(同轴)，与天馈线的输入阻抗相匹配。 (5)频率范围：87108MHz (整个调频广播频段)。 (6)功率容量多工器的功率容量要根据调频发射机的功率来确定。 (7
4、)插入损耗：0.25dB(指信号经过双工器以后引起的衰减)。 (8)输入端电压驻波比：应小于1.1。,调频多工器,星型调频多工器,星点多工器,星形双工器适用于调频发射机那样的窄带信号，里面由两个不同频率的带通滤波器组成.它们对各自的频率呈并联谐振，信号无阻碍地通过滤波电路。星点型多工器是由滤波器、星点和连接线组成的，所有的发射机通过滤波器及连接线与星点相连，星点又与天线连通。星型双工器是由两个带通滤波器谐振腔BPF1和BPF2与T型三通连接而成。每一个带通滤波器谐振腔对应一个选定的频率，而阻塞另一个频率。,调频多工器,3db耦合器简介,三分贝耦合器结构是由两根长度为4的相互平行的带状金属平板为
5、内导体。以一个封闭的、对称配置的长方体金属盒为外导体而构成的双线带状传输线。内导体四个端子和外导体构成四个端口，并转换成同型传输线与外电路接口，各端口有相同特性阻抗，均为50欧。当从1端输入F3功率信号，在3端有一半功率输出，且与1端同相，在4端也有一半功率输出。但相位落后于1端90，在2端无输出，故2端和1端是相互隔离的，可在这两端口送人不同频率的信号，实现双工。理想情况下2端不影响耦合器性能，同时，1端的输入阻抗与频率无关，故呈现宽带特性。三分贝耦合器本身就是一个简单的双工器。实际使用时2端会串扰出少量信号，所以，用吸收电阻吸收消耗。,带通滤波器简介,带通滤波器主要由两个4的终端开路的谐振
6、腔组成，两腔之间通过小孔耦合，类似双回路并联谐振回路。输入输出采用环耦合，通过设计环耦合面积和耦合小孔的面积得到所需的通频带特性。,双工器连接图,星型双工器加桥式双工器原理介绍,定阻抗滤波式桥式双工器。它是由两个相同的3dB定向耦合器、四个谐振腔带通滤波器、两条等长的同轴馈管及50欧吸收负载所组成。1端为F3频率的信号，5端为星型双工器的F1+F2信号的输入口。F3信号从第一个三分贝耦合器的l端输入，经3db耦合器1把功率一分为二，则在3、4端各输出一半功率，3端相位和1端一样，4端相位落后3端相位90，由于两个带通滤波器对F3呈通过特性，信号无阻碍地通过滤波电路，传导至第二个3db耦合器，3
7、、4端功率分别到达第二个三分贝耦合器的7 端和8端，根据三分贝耦合器的逆特性，这两个功率相等，7端信号也落后6 端信号相位90。由于先前4端信号落后3端也落后90,因此，在6端F3两路信号同相合成，送到天线发射，而在5端反相互相抵消，因此F3频率的信号不会进入F1+F2通道对其造成串扰。F1+F2信号从5端输入，功率也分上下两路。谐振腔对F1+F2信号为全反射，故又通过3db耦合器在6端同相合成，在5端反相抵消。最终F1、F2、F3在6端合成后送入天线，实现频率合成。,星型加桥式多工器,双工器的测试,选用了美国HP公司的8754A网络分析仪，该仪器带有入射反射测试附件。测试频率范围为41300
8、MHz，测试数据可以在仪器上直接读出，该仪器的输入阻抗与输出阻抗均为50欧，和多工器阻抗一样。反射损耗、隔离度、插入损耗可以在仪器屏幕上直接读出，消除了中间误差，提高了测量结果的准确性，便于进行结果分析。,F3端反射损耗和插入损耗,星型宽带口反射损耗和插入损耗,F3端对F1，F2端的隔离度,F1，F2对F3端的隔离度,多个频率产生的互调频率抑制方法,有三个频率分别为，105.5MHz,94.2MHz,89MHz,其中105.5MHz单独接一副垂直极化发射天线，94.2MHz,89MHz通过星型双工器合成后接一副垂直极化发射天线，由于两付天线在同一发射塔上，所以105.5MHz的发射天线既是本频
9、率的发射天线，同时又是接收天线，它接收了94.2MHz,89MHz的信号，这两个信号就会在105.5MHz的发射机功放上产生互调信号，所产生的频率分别为105.5-89+105.5=122MHz,还有一个频率是：105.5-94.2+105.5=116.8MHz，这两个频率又通过发射天线发射出去了，如果当地有导航频率，或许正好在范围之内。,互调频率解决的办法,1：把三个发射机通过三工器合成后通过一副发射天线发出去。而这要求发射天线必须是全宽带的。由于多工器的隔离度高，相互串扰的功率就很小了。 :2：在105.5MHz发射机上接一个点频的滤波器，而且隔离度只要大于30db,这样当它的发射天线接收过来信号后，由于滤波器呈现出全反射，所以接收过来的信号无法到达105.5MHz的功放单元，所以也无法形成互调频率，也就从根本上解决了干扰问题。,多工器使用注意事项,多工器是无源器件，它承受的功率要大于发射机的功率，所以在安装调整好后，一般无需进行再调整了，但在使用过程中，我们必须经常注意相关的弯头和铜管的接头及插芯，由于长时间使用，加上机房的震动，可能会使以上这些东西出现松动现象，所以我们要注意一下各个弯头及铜管接头的温度，当接触不良时，温度会很快上升，碰到这样的问题必须及时解决，或更换弯头，或更换插芯，把故障要处理在萌芽中。,
