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关于短波广播发射机技术发展探讨 　　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 　　 　　一、前言 　　短波通信作为远距离和复杂地形进行话音及数据通信的主要手段,在通信广播领域得到广泛应用。短波通信系统中短波信号通过电离层反射以天波形式来进行通信,虽然存在因电离层不稳定(受天气、时间等因素影响)而不可避免地导致短波信号质量不稳定的弱点,但短波通信因传播媒介(电离层)不易被摧毁或占用而拥有较强的系统抗毁性,并具有造价低廉、建设快捷、组网灵活之优点。大功率短波通信发射机通常是指输出功率为5-20kW的短波广播发射机,采用此类发射机进行超远距离话音通信时,可提高接收机输入端信号的信噪比,保证通话质量;可提高信道的可通率及数据传输速率,确保数据传输任务的完成;另外,在恶劣电磁环境下或信道受到电子干扰时,发射大功率信号能有效提高通信质量。 　　 　　二、大功率短波广播发射机发展概况 　　大功率短波广播发射机的发展和中小功率短波广播发射机一样,经历了电子管→晶体管、窄带→宽带、人工调谐→自动调谐、模拟→数字化、手动控制→自动控制的变化,每一次新技术的应用,都带来性能和功能上的提高。目前,在国内使用较多的是10kW以上功率的短波发射机,均采用电子管窄带放大器,由人工进行调谐匹配;激励器和电源都是模拟式的,整机由手动来控制。这一代机器的优点是:线路比较简单,所使用的元器件全部由国内自行研制生产;缺点是:因为是通过手动调谐匹配,所以更换频率费时长,而且容易产生人为的操作失误导致机器损坏。 　　进入八十年代后,国内大功率短波广播发射机的研制和生产处于一种停顿状态,一些用户只好从国外引进大功率短波广播发射机,国内使用较多的有:HARRIS公司的RF―755A(10kW)和RF―765A(5kW)短波发射机、MACONI公司的H1141(10kW)发射机、C0LLINS公司的HF―8022(10kW)发射机和ELMER公司的ST―10085(10kW)发射机等。这些第二代大功率发射机较第一代的进步之处是:采用了性能优良的金属陶瓷电子管,来代替玻璃外壳的电子管作为功放管;采用了自动调谐技术,避免了人为操作的失误。其缺点是: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