淺談高功率微波發射技術在無線電廣播中的應用

賈永珍

【摘要】 隨著時代的進步與發展，電視與廣播在人們日常生活中普及率越來越高，因此無線電設備的發射技術與接收技術提出了更高的要求，本文所要探討的就是高功率微波發射技術在無線電廣播中的應用，從功率放大器和天線等關鍵器件入手，介紹功率放大器和天線的技術要點。

【關鍵詞】 高功率 微波發射 無線電廣播 功率放大器 天線

在微波發射機系統中，應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，造成失真現象需要采取一系列的措施與方法。在微波發射機系統中決定發射功率的主要是微波發射機以及天饋系統兩個系統。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傳輸的信號衰減量約為70dB左右，即接收信號能量衰減為原發射信號能量的千萬分之一，因此提高功率放大器的飽和輸出功率、選用新型發射天線降低發射天線的回波損耗、通過天線的高增益特性進一步提高功率輸出將會是高功率發射技術的主要難點。

一、功率放大組件

隨著半導體技術的不斷發展，砷化鎵（GaAs）晶體管已經逐漸在功率放大器器件中得到了廣泛的應用。相比較傳統半導體電子材料硅，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。砷化鎵電路已經可以運用在移動電話、衛星通訊等領域。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射功率以及信號失真程度的要求，而目前已經有運營商使用砷化鎵推挽放大器模塊來提高無線電頻段的發射功率代替傳統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，更增強了信號抗失真能力，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約了成本。

二、天線

作為高功率發射必不可少的一部分，發射天線同樣有著舉足輕重的作用，發射天線將發射機中通過功率放大器放大的微波信號發射出去。而發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計需求。降低回波損耗，即發射功率不會因為天線端口的不匹配特性而導致信號回流至發射鏈路中，將更多的能量輻射至空間環境中，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進一步得到放大，來抵御在傳輸途徑及接收解調帶來的損耗。

三、總結與展望

傳統模擬信號的傳輸方式失真高、效率低、成本高的缺點將會制約無線電廣播技術的發展。除提高微波發射機及發射天線的電性能參數外，微波數字化設備也具有微波收發信良好的特點，通過數字調制解調的信號傳輸穩定，損耗少，失真低，傳輸效率的提高，傳輸容量的增大逐步，通過改造中頻數字化，更能進一步提高發射功率，滿足多站需求，會帶來可觀的經濟效益和巨大的社會效益，將會是未來無線電廣播發射技術的一個重點[2，3]。

參 考 文 獻

[1] 肖濤，焦天福. 新型中波自立發射天線在河南廣播系統中的應用. 廣播與電視技術，Vol.8，2009，pp.102-105

[2] 張洪偉，張宏幫. 廣播電視微波數字化設備的技術要點探析. 科技傳播，Vol.5，2011，pp.196-197

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