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关于短波广播发射机技术发展的探讨
摘要:本文结合短波通信的含义及其作用,首先介绍了大功率短波广播发射机发展概况,分析了大功率短波广播发射机的关键技术,并提出了发展展望。
关键词:大功率 短波 广播发射机 技术
点是:由于是窄带放大,在激励输入与输出之间的后2、3级的耦合、匹配电路,需分级独立调谐匹配(通常由伺服电机完成),导致换频时间长,模块化结构实现困难;组成电子管发射机电路所需的高频高压电容、高频高压继电器等元器件工艺要求很高,价格昂贵;各级电子管的工作寿命短;在每次更换电子管之后,整机需作相应的调整;另外,因为没有采用冗余设计,其某一部件的失效,会导致整机的失效,整机可靠性较低。进入九十年代中期,随着半导体射频功率器件技术的迅猛发展,使射频功率管由传统的双极型三极管向VDMOS、LDMOS、对管、功率科模块方向发展,单管输出功率提高;机谐波滤波器所必需的高压、高Q、高精度的电容,国内厂家已能生产;另外,发射机的功率分路(合并)、传输线变压器和阻抗变换器都须由磁芯材料来实现,磁芯材料所能承受的功率与其材料配方、烧结工艺、外形尺寸、形状有密切关系,国内磁芯材料的研制成功,为研制第三代大功率全固态短波发射机扫清了最后的、重要的技术障碍。
第三代大功率短波广播发射机的功放及电源均实现了模块化,并采用了冗余设计的方案,再加晶体管的工作寿命远远高于电子管,同时取消了各级放大器之间的调谐匹配机械结构,因此工作可靠性远高于电子管大功率发射机。第三代大功率短波广播发射机采用了宽带不调谐(将工作频带从几kHz展宽到几百kHz)的级间耦合及输出方式,因此换频时间短,可以采用频率自适应和跳频技术。

三、大功率短波广播发射机的关键技术
(一)功放模块技术
功放模块是大功率短波全固态通信发射机的核心部件,发射机性能指标的高低决定于功放模块,该模块是否拥有提较宽工作带宽、低失真和高效率,将关系到大功率短波广播发射机设计的成败。
(二)开关电源模块技术
发射机的工作环境比较恶劣,特别是工作在驻波比较大的频率点上的时候,可能会引起电源过荷,此时开关电源应能自动保护模块不受损坏。开关电源模块还应采用冗余设计,即在1个主电源模块出现故障的情况下,仍能保证发射机正常工作。此外,开关电源是否拥有高效率、低噪声等指标,还将影响到大功率短波通信发射机的整体性能。
(三)大功率合并技术
大功率短波广播发射机的功率合并器的主要指标,一是功率合成效率,二是能承受的最大功率。这两个指标关系到功率合并器在插入损耗的大小,如果插入损耗过大会影响功率合成的效率,而且损耗产生的热量也可能损坏合并器。
(四)多信道自动均衡控制技术
大功率短波发射机的输出功率是由多个功放模块,经多级功率合成而得到的。在功率合成的过程中,如果各个支路的功率不平衡,不但会使得功率合成效率降低,输出信号性能指标变差,更重要的是会使各个功放模块承担不均匀的负载,从而造成负载重的模块损坏,大大降低发射机工作的可靠性。
(五)大功率低通滤波技术
大功率低通滤波器既要满足滤波的要求,还要能够承受额定的功率。因此,在设计滤波器时,必须选择高Q质、低损耗的高频大功率电容器和电感线圈,并且精心设计回路及结构,才