淺談JRS-853中頻發射機的工作原理與日常養護

王寶成

（上海海岸電臺，上海 201206）

1 中頻發射機作用與特點

我國海岸電臺中頻發射機主要作用是采用NAVTEX方式向航行船舶播發海上搜救、氣象水文、航行警告等安全信息，對保障海上船舶的航行安全至關重要，是全球海上遇險與安全系統中重要的岸基設備。

JRS-853中頻發射機是上海海岸電臺使用的最新一代中頻發射機，具有全固態、高晶場效應管（MOS-FET）和D類放大系統、高耐受功率的功率放大器、相位調幅、天線阻抗變化自動恒定輸出、發射頻道預設、高穩定晶體振蕩器、防止過載和短路、IP或串/并行遠程控制、PC設置內部參數與維護以及一鍵自檢等特點。

2 JRS-853中頻發射機結構

（1）功率合成器單元：該單元將四個功率放大器模塊合成為5kW PEP輸出。

（2）激勵器單元：該單元生成發射模式與射頻信號至4個功放模塊，并控制整個發射。

（3）功放接口單元：該單元控制四個功放模塊和組合器單元，以與激勵器元連接。

（4）功放單元：該單元包括功放模塊，射頻變壓器和LPF電路。功放模塊將激勵器單元的輸出放大到1.25kW PEP。

（5）供電單元：該單元轉換交流電源并將直流電源提供給發射機中的每個單元。

（6）空氣過濾器：提供風冷和過濾。

（7）主斷路器：用于交流電源輸入的主斷路器開關，自動檢測到過流或短路時跳閘。

（8）輸出同軸管：鏈接射頻信號電纜至天線。

3 工作原理

3.1 概述

該中頻發射機基于ITU-R等國際標準設計，可在海上中頻通信頻段424kHz至518kHz的頻率范圍內預設6個發射信道。

發射模式是基于NAVTEX模式的移頻鍵控（FSK）和等幅鍵控（CW），FSK信號源可以通過IP或串/并口接入。

中頻發射機由激勵器單元產生射頻調制信號（RF），四個功率放大模塊放大RF信號，功率合成器單元將來自功放模塊和功放接口單元的四個RF信號組合到合成器，功放接口單元負責連接激勵器與功率合成器以便控制。

3.2 射頻電路（RF）

JRS-853工作原理圖

發射機的RF電路由激勵器，功率放大器和合成器組成。激勵器產生頻率FS信號和鍵控信號由調制器調制成的RF信號。

功率放大器將激勵器的RF輸出放大到1.25kW輸出功率。它由兩個驅動電路，兩個功放（PA）電路，一個功率合成器和低通濾波器電路組成。

激勵器的RF調幅采用相位幅度（PTAM）的調制方法。對FS調制采用了平衡調制的數字相位法。

3.3 激勵電路

該電路使用518kHz或490kHz產生RF信號FSK或CW調制（任何頻率都可以預設在424kHz至518kHz范圍內）。配置了CME-800調制器，可以為發射頻率生成RF信號，產生FSK調制和PTAM調制。

CME-800調制器包括具有DDS技術的頻率合成器電路，其產生用于發射頻率的RF信號以及FSK混頻器電路，其混合用于1700Hz±85Hz的FSK信號和合成器輸出以產生用于發射頻率的FSK信號。

3.4 功率放大器（PA）電路

該電路有一個功率放大模塊，一個功率轉換器，它結合了PA模塊的輸出，還有一個低通濾波器，與負載阻抗或更高的負載阻抗匹配。

每個功率放大模塊電路將兩個脈沖序列輸出轉換成幅度調制輸出，并將兩個放大脈沖序列輸出組合成幅度調制輸出。

3.5 功率合成電路

該電路將四個功率放大器單元的四個輸出合并為5kW輸出功率。PA1至PA4的輸出波形是相同的正弦波。PA1和PA2的輸出由T1組合；PA3和PA4的輸出由T2組合。T1和T2是混合變壓器。R11至R14和R21至R24是平衡電阻。當操作正常時，它們不消耗RF功率。但是，如果PA單元輸出不平衡，則這些電阻會消耗不平衡的RF功率。

3.6 功放接口電路

功放接口電路由功放控制電路組成，控制功率再分配電路的各部分與控制電路的接口。

該電路由四個PA單元對應的報警和監控電路、控制電路、監控信號接口電路和發射功率檢測電路組成。四個PA單元對應有四個類似的報警和監控電路。

3.7 電源電路

電源為激勵器，合成器器，功放接口，功率放大器，遠程接口和電源電路的所有部件提供所需的直流和交流電源。

3.8 控制電路

控制電路由32位微處理器進行集中監控，主要電路部分是CPU和FPGA.幾乎所有的功能都是由軟件控制的。主要控制FSK信號與調制解調器信號鍵控信號控制的選擇與電平控制；功率放大器和電源輸出功率控制（相位控制）的控制與監控；局域網接口控制與監控對外部PC機的控制與監控；從測試程序中內置的MODEM接口控制和監控；報警控制的控制、監控和復位，報警的監控和復位。

3.9 檢測電路

檢測電路主要由信號輸出檢測電路、輸出功率檢測電路、交流輸入電壓測量電路、直流電壓測量電路、直流電流測量電路、電平監測電路、射頻電平監測電路、音頻電平監測電路。

3.10 保護和告警電路

保護和告警電路主要是功放過載保護、反射保護、熱量保護、異常電壓電流保護。告警方面有：過壓報警電路、過流報警電路、保險絲報警電路、輸出負載駐波比（VSWR）報警電路、功放保護報警電路。

3.11 遙控電路

JRS-853中頻發射機在機柜的后部有一個可調的遠程接口單元。此單元將發射機與外部遙控器連接起來，以啟可以用遠程接人控制發射機。遙控方式為局域網（IP）、調制解調器（串/并接口），也可以通過軟件進行切換。

4 養護

JRS-853中頻發射機可以進行遠程和現場檢測維護，遠程檢測主要通過PC控制軟件進行自測。現場定期檢測主要檢測每個單元輸出功率，電壓和實時監控參數水平；激勵器的相移值；功放單元的RF電平和PS Control的電壓；各個電路的運行狀態。

具體的主要關注的是頻道、頻率、發射模式、功率下降值、相位值、功放電壓、功放電流、交流輸入電壓、輸出功率、反射功率、天線駐波比等。

此外還要定期清潔排氣口空氣過濾器、扇熱風扇，檢查連接器是否松動，清潔設備內容的污垢和灰塵，預防昆蟲侵入，同時也要注意潮濕和腐蝕的防護。