王 靜(國家新聞出版廣電總局594臺,陜西 咸陽 712000)
分析大功率短波發射機的技術改進
王靜
(國家新聞出版廣電總局594臺,陜西咸陽712000)
摘要:500kw短波發射機是我國廣播和通信領域常用的優質發射機,這種發射機以其信號傳輸范圍廣、信號質量好等優點受到了業內管飯好評。本文針對500kw大功率短波發射機進行分析,并針對發射機的原理進行一系列技術改進研究和探討,對我國國產大功率短波發射機的發展提供了參考資料。
關鍵詞:大功率;短波發射機;技術改進;功放模塊
目前500kw大功率短波發射機是我國廣播短波對外發射的主力機型,500kw大功率短波發射機在進行超遠距離通信時,可以提高數據傳輸速率,并保證信號傳輸質量,大功率短波發射機還能夠有效抵御電磁干擾對信道的電子影響,避免信號失真。但大功率短波發射機仍然具有一定的技術改進空間,通過有效的技術改進,我們能夠獲得更高的抗干擾能力和信號質量。
500kw短波發射機在我國廣播電視和通信系統已經有了多年的應用歷史,隨著科技的進步,該發射機的供方和電源均已經實現了模塊化,并實現了從模擬發射機向數字發射機的轉變。晶體管不僅工作壽命遠遠高于電子管,而且其響應速度還比電子管快很多。經過多年發射機的發展,現代的500kw短波發射機還取消了各級放大器之間的調遣匹配機構,其可靠性較之前有了明顯的提高。的發展歷程進行研究,有利于我們找到當今晶體管大功率短波發射機的技術改進切入點,從而促進大功率短波發射機為我們的社會發展貢獻更多的力量。
總體來說,大功率短波發射機隨著發射機技術的發展而進步,經歷了電子管到晶體管的改進,實現了窄帶向寬帶的蛻變,其調諧技術也從原本的人工調諧變為更先進的自動調諧。全固態數字模擬信號發射機的出現,更是提高了大功率發射機的工作響應速度和工作質量,頻率轉換手動控制到自動控制的轉變,更是提高了發射機的發射準確性和及時性。科技的發展,促進了大功率短波發射機的發展,而大功率短波發射機的發展則是提高了信息傳遞的質量和速度,最后更是促進了科技和社會的發展。未來的大功率短波發射機,其信號傳輸速率、穩定性和質量必然會得到進一步的提高,從而為社會發展帶來更大的影響。目前國產的500kw的大功率發射機,其技術已經逐漸接近于國際水平,不僅帶寬得到了提升,信號質量和頻率轉換速度也得到了很大的進步。但由于我國大功率短波發射機起步較晚,因此其調遣匹配、激勵器和電源仍然采用手動控制,國內應用的這類發射機,雖然有著線路簡單,元器件可國產維護和更換方便等優點,但由于仍然采用手動匹配,所以更換頻率耗時較長,而且更容易產生失誤。
但國產大功率短波發射機的不足也給其技術發展提供了平臺和廣闊的空間,為了進一步保證我國大功率發射機的信號傳遞質量,并降低頻率更換失誤率,國內的大功率短波發射機技術改進可以從以下幾個方面來考慮。
國產500kw短波發射機技術改進可以從有功放模塊技術、開關電源模塊技術、大功率合并技術、多信道自動均衡控制技術、大功率低通濾波技術這幾個方面著手進行,這些不僅是大功率短波發射機的核心技術,也是國產發射機與國外先進發射機技術存在差別之處。
2.1功放模塊
功放模塊是現代全固態通信發射機的核心,決定著發射機信號傳輸的質量,影響功放模塊的主要因素是工作帶寬、工作效率和失真保護,功放模塊是功率放大器的主要部件,一般由多個橫向擴散金屬氧化物半導體和垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管構成,該類效應管屬于電壓控制期間,熱穩定性好,但熱傳導性差,擊穿電壓較低,因此輸出功率受到一定限制且容易損壞,通常在應用是采用功率合成技術,由多個功放管進行合成以達到所需輸出功率。
我們可以通過改進大功率短波發射機功放模塊末端的中和電容來實現對大功率發射機的技術改進,500mw的大功率短波發射機高末級供方使用的是大功率陶瓷四極管,并采用橋T中和的方式,500kW短波發射機中和電容電容器容量范圍為14.2-63pF,與標稱值相差較大(容量偏大),而且各發射機在高端頻率均存在不同程度的過中和現象,即使中和電容使用最小容量仍然存在明顯的過中和現象,為解決此問題,可以生產加工出一種大功率短波發射機通用的真空可調中和電容,替代正在使用的中和電容,以便于中和調整,滿足設備需要。
2.2開關電源模塊技術改進
發射機工作環境是比較惡劣的,而且由于信號發射需求,常常要駐波在比較大的頻率點上,因此電源過載現象經常發生。為了保證信號傳輸質量和穩定性,我們有必要在開關電源模塊上進行技術改進。改進的策略就是給開關電源模塊添加自動保護模塊,并采用冗余設計,當一個電源電路板出現故障時,通過電源模塊的控制,能夠及時的將電源切換到預備模塊上,從而保證發射機的正常工作。同時還需要設置有故障報警功能,以方面維修人員對過載損壞的模塊進行及時維修,這種方法能夠有效的保證發射機的信號傳輸穩定性。
2.3多信道自動均衡控制技術
多信道自動均衡控制技術,是保證功率合成效率的重要手段。在大功率短波發射機輸出功率是由多個功放模塊經過多級功率合成放大后得到的,為了確保輸出信號的質量,我們需要保證各個供方模塊所承擔的負載的均衡性,這樣能夠有效保護各功率放大模塊,并提高發射機的工作可靠性和穩定性。
2.4大功率低通濾波技術
其是由電感和電容組成,主要功能是一直功率放大器的諧波或者避免其對周圍電子系統的干擾,因此大低通濾波器在短波頻段多采用波導、同軸管狀等形式的低通濾波器,但這兩種形式在應用時會受到限制,因此在大功率低通濾波技術方面還是有很大的技術改進空間。
綜上所述,雖然我國大功率短波發射機其性能和應用穩定性都較進口發射機差,但由于國產發射機其發展方向和原理上與國外基本一致,因此隨著我國自動控制領域、計算機領域以及電子制造技術的進步,我們國產大功率短波發射機必然會逐漸完善。因此,在現階段對我國大功率短波發射機進行技術改進分析與探討是具有現實意義的,能夠為國產大功率短波發射機的發展從理論的層面探索出一條合適的道路。
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