順應(yīng)數(shù)字潮流 創(chuàng)新無線技術(shù)

無線電臺管理局研發(fā)的大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器項(xiàng)目，在充分理解PSM發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)及PSM調(diào)制器工作方式的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年使用國內(nèi)外大功率短波發(fā)射機(jī)調(diào)制器的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計出一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器”。該調(diào)制器率先實(shí)現(xiàn)了大功率短波發(fā)射機(jī)調(diào)制器的數(shù)字化和自主化。

中短波廣播現(xiàn)階段仍是我國廣播覆蓋的主要方式，仍然是廣大人民群眾及時了解信息的重要工具。因此，從我國實(shí)際情況分析，中短波廣播在我國仍將會長期存在，而中短波廣播的發(fā)射質(zhì)量和播出效果是其生存的關(guān)鍵。

調(diào)制器包含兩個基本組成部分：“階梯放大器”和“調(diào)制控制器”。脈沖階梯調(diào)制器（PSM—pulse-step modulator）是大功率PSM短波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中的核心部件，它為發(fā)射機(jī)高末電子管屏極提供大功率調(diào)幅信號，具有高效率、低成本、高穩(wěn)定性、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此成為大功率短波發(fā)射機(jī)低周放大系統(tǒng)的主流解決方案。PSM（脈沖階梯調(diào)制）短波發(fā)射機(jī)是目前國際上大功率短波發(fā)射機(jī)的主流機(jī)型。

我國自1991年引進(jìn)了當(dāng)時較為先進(jìn)的美國大陸公司100 kW PSM短波發(fā)射機(jī)，其后，在此機(jī)型的基礎(chǔ)上，國內(nèi)廠家成功仿制了該發(fā)射機(jī)，加上國產(chǎn)150kW PSM短波發(fā)射機(jī)和1996年從美國大陸公司引進(jìn)的500kW PSM短波發(fā)射機(jī)，目前PSM短波發(fā)射機(jī)在無線電臺管理局有221部，占全局各種發(fā)射機(jī)總數(shù)的60.2%，每天播出時間占全局的68.2%，是承擔(dān)無線局播出任務(wù)的主力機(jī)型。這些發(fā)射機(jī)不但承擔(dān)著中央人民廣播電臺和中國國際廣播電臺的“傳下去、走出去”的重要宣傳、覆蓋任務(wù)，還在對敵實(shí)驗(yàn)這一沒有硝煙的戰(zhàn)場上起到了“壓下去”的舉足輕重的作用。該型號發(fā)射機(jī)音頻調(diào)制系統(tǒng)核心的PSM調(diào)制器均為比較簡單的純硬件結(jié)構(gòu)電路構(gòu)成，使其功能受到了很大的制約，系統(tǒng)的信號處理能力弱，無法實(shí)現(xiàn)靈活實(shí)時的信號補(bǔ)償運(yùn)算，對于全面提升發(fā)射機(jī)指標(biāo)顯得力不從心。同時，廣播電視的數(shù)字化將是大勢所趨，用硬件電路搭建而成的PSM調(diào)制器只是模擬時代的產(chǎn)物，已無法滿足將要到來的數(shù)字化要求，研制出一種既能全面提升發(fā)射機(jī)的整體電聲指標(biāo)，又能滿足發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造要求的“大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器”，尤顯重要和迫切。

經(jīng)過在無線電臺管理局501臺12個月的試運(yùn)行，證明這套“大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器”完全可以替代原機(jī)進(jìn)口大陸公司的調(diào)制器，并且數(shù)字調(diào)制器穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。另外，經(jīng)廣電總局監(jiān)測中心反應(yīng)，使用這套數(shù)字調(diào)制器的大功率短波發(fā)射機(jī)播出質(zhì)量和效果明顯優(yōu)于使用模擬調(diào)制器的發(fā)射機(jī)。

該系統(tǒng)采用新型的噪聲消除算法等技術(shù)，電聲指標(biāo)均明顯優(yōu)于部頒甲級標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高了短波發(fā)射機(jī)的信噪比，超過了同類進(jìn)口新型發(fā)射機(jī)指標(biāo)。另外，系統(tǒng)核心部分采用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）和DSP（數(shù)字信號處理器）設(shè)計，關(guān)鍵調(diào)制算法可通過軟件升級，方便實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)幅廣播，為大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造打下基礎(chǔ)。

無線電臺管理局制造的“大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器”研制成本約為81萬元，如形成產(chǎn)品批量生產(chǎn)，預(yù)計造價為45萬元/臺，而目前國際上能達(dá)到同樣技術(shù)指標(biāo)和數(shù)字化要求的瑞士泰雷斯公司的調(diào)制器市場報價為217萬元，因此利用我們研制的產(chǎn)品改造一部發(fā)射機(jī)的調(diào)制器可為國家節(jié)約資金約172萬元。

該項(xiàng)目研發(fā)組在充分分析調(diào)制系統(tǒng)原理以及發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器”，通過使用創(chuàng)新的數(shù)字信號處理手段，全面提升了發(fā)射機(jī)播出的電聲指標(biāo)，尤其是發(fā)射機(jī)各頻段的信噪比均遠(yuǎn)超部頒甲級標(biāo)準(zhǔn)。并且通過這一項(xiàng)目，使我國能徹底擺脫發(fā)射機(jī)核心部分長期受到國外技術(shù)束縛的現(xiàn)狀，既可以使我國短波模擬廣播的播出指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，又可以為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化調(diào)幅廣播打下基礎(chǔ)。

大功率短波發(fā)射機(jī)調(diào)制器示意圖