淺談高功率微波發(fā)射技術(shù)在無線電廣播中的應(yīng)用

賈永珍

【摘要】 隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，電視與廣播在人們?nèi)粘Ｉ钪衅占奥试絹碓礁?，因此無線電設(shè)備的發(fā)射技術(shù)與接收技術(shù)提出了更高的要求，本文所要探討的就是高功率微波發(fā)射技術(shù)在無線電廣播中的應(yīng)用，從功率放大器和天線等關(guān)鍵器件入手，介紹功率放大器和天線的技術(shù)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 高功率 微波發(fā)射 無線電廣播 功率放大器 天線

在微波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)對與無線電廣播的傳輸途徑，在惡劣天氣以及越來越多的高樓大廈可能帶來的更多的傳輸損耗，造成失真現(xiàn)象需要采取一系列的措施與方法。在微波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中決定發(fā)射功率的主要是微波發(fā)射機(jī)以及天饋系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)。微波傳輸信道原理框圖如圖1所示。

通過圖1示例中可以看出一般通過天饋系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)衰減量約為70dB左右，即接收信號(hào)能量衰減為原發(fā)射信號(hào)能量的千萬分之一，因此提高功率放大器的飽和輸出功率、選用新型發(fā)射天線降低發(fā)射天線的回波損耗、通過天線的高增益特性進(jìn)一步提高功率輸出將會(huì)是高功率發(fā)射技術(shù)的主要難點(diǎn)。

一、功率放大組件

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，砷化鎵（GaAs）晶體管已經(jīng)逐漸在功率放大器器件中得到了廣泛的應(yīng)用。相比較傳統(tǒng)半導(dǎo)體電子材料硅，砷化鎵材料可以工作至250GHz的頻段，并且噪聲較小，擁有更高的擊穿電壓，因此砷化鎵晶體管功率放大器是目前主流的功率放大器選用芯片，如圖1所示。砷化鎵電路已經(jīng)可以運(yùn)用在移動(dòng)電話、衛(wèi)星通訊等領(lǐng)域。對于一些無線電廣播使用場合，使用硅雙極性功率倍增模塊可以滿足無線電廣播發(fā)射功率以及信號(hào)失真程度的要求，而目前已經(jīng)有運(yùn)營商使用砷化鎵推挽放大器模塊來提高無線電頻段的發(fā)射功率代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅雙極性功率倍增模塊。砷化鎵推挽放大器模塊不僅在直流功耗方面將直流工作電壓降至250mA，更增強(qiáng)了信號(hào)抗失真能力，提高了效率，減少了直流功耗。并且使用砷化鎵推挽放大器模塊的有線電視放大器在一定程度上節(jié)約了成本。

二、天線

作為高功率發(fā)射必不可少的一部分，發(fā)射天線同樣有著舉足輕重的作用，發(fā)射天線將發(fā)射機(jī)中通過功率放大器放大的微波信號(hào)發(fā)射出去。而發(fā)射天線中包括回波損耗、旁瓣電平及天線增益都要滿足一定的設(shè)計(jì)需求。降低回波損耗，即發(fā)射功率不會(huì)因?yàn)樘炀€端口的不匹配特性而導(dǎo)致信號(hào)回流至發(fā)射鏈路中，將更多的能量輻射至空間環(huán)境中，避免能量損失在天線上；降低旁瓣電平使微波能量更多的集中在有用頻段上，提高發(fā)射效率，降低噪聲及雜波的影響；高增益特性可以使通過功率放大器輸出的信號(hào)進(jìn)一步得到放大，來抵御在傳輸途徑及接收解調(diào)帶來的損耗。

三、總結(jié)與展望

傳統(tǒng)模擬信號(hào)的傳輸方式失真高、效率低、成本高的缺點(diǎn)將會(huì)制約無線電廣播技術(shù)的發(fā)展。除提高微波發(fā)射機(jī)及發(fā)射天線的電性能參數(shù)外，微波數(shù)字化設(shè)備也具有微波收發(fā)信良好的特點(diǎn)，通過數(shù)字調(diào)制解調(diào)的信號(hào)傳輸穩(wěn)定，損耗少，失真低，傳輸效率的提高，傳輸容量的增大逐步，通過改造中頻數(shù)字化，更能進(jìn)一步提高發(fā)射功率，滿足多站需求，會(huì)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益，將會(huì)是未來無線電廣播發(fā)射技術(shù)的一個(gè)重點(diǎn)[2，3]。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 肖濤，焦天福. 新型中波自立發(fā)射天線在河南廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用. 廣播與電視技術(shù)，Vol.8，2009，pp.102-105

[2] 張洪偉，張宏幫. 廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備的技術(shù)要點(diǎn)探析. 科技傳播，Vol.5，2011，pp.196-197

[3] 李曉光. 廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)的探討. 中國傳媒科技，Vol.10，2013，pp.132.