10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的性能研究

趙 陽(yáng)

（新疆廣電局841臺(tái)，烏魯木齊 830000）

10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)是各工作單位最常用的發(fā)射機(jī)，采用先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)理念，采用的工作模式是雙激勵(lì)器熱備份，同時(shí)支持熱插拔，具有運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)過(guò)硬，節(jié)能高效的優(yōu)點(diǎn)。十分方便用戶的日常檢修和機(jī)器維護(hù)，保證節(jié)目播放的質(zhì)量和安全性。

1 10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)一般是由激勵(lì)器、前級(jí)功放模塊、八功率分配器、1.3KW功放、合成器（五合成與二合成）、低通濾波器、定向耦合器、配電控制系統(tǒng)等部分組成。

2 10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的工作原理

2.1 激勵(lì)器

激勵(lì)器的輸出功率為25W，并且在調(diào)頻波段內(nèi)可以任意設(shè)置需要使用的頻率。同時(shí)，激勵(lì)器采用的是DDS頻率直接合成技術(shù)和DSP數(shù)字處理技術(shù)，具有很強(qiáng)的故障處理能力，可以大大提高頻率的輸出穩(wěn)定性。當(dāng)運(yùn)用的激勵(lì)器為雙激勵(lì)器時(shí)，可以通過(guò)互相鎖定二合成器和激勵(lì)器來(lái)進(jìn)行主備激勵(lì)信號(hào)的采集和切換，并進(jìn)行進(jìn)一步的處理。此外，激勵(lì)器的保護(hù)功能是非常完整的，當(dāng)高駐波比或鑒相電路失鎖等故障發(fā)生時(shí)，激勵(lì)器則會(huì)對(duì)RF輸出進(jìn)行封鎖。

2.2 前級(jí)功放模塊

功放盒的輸出功率一般為1.3kW，每個(gè)功放盒內(nèi)裝了五塊功放板，控制板主要作用是處理功放板工作電壓、前級(jí)功放輸出、電源電壓取樣信號(hào)、反射采樣信號(hào)以及電流取樣信號(hào)，并將功放板的工作狀態(tài)直接顯示在位于前面板的多用表指示或者位于后面板的端子2XS5送微機(jī)上。功放盒內(nèi)部裝有散熱器，配備有常開(kāi)型的溫度繼電器，當(dāng)溫度達(dá)到一定閾值時(shí)，面板上的紅色過(guò)溫發(fā)光管就會(huì)亮起，向工作人員發(fā)出警報(bào)。采用的工作形式主要是并聯(lián)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源，同時(shí)，前級(jí)功放板要是想正常工作必須為其提供相應(yīng)的電壓。

2.3 八功率分配器

在八功率分配器當(dāng)中，運(yùn)用的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是波長(zhǎng)微帶為八分之一的，還包含正交二分配器1個(gè)，同相四分配器2個(gè)。分配器將輸入信號(hào)送至正交二分配器輸入端口，幅度是相等的，并在輸出的過(guò)程中產(chǎn)生了兩路信號(hào)，其相位相差為π/2，經(jīng)同相四分配之后，四路相位此時(shí)是-π/2，其他四路相位為0的8路信號(hào)會(huì)被輸出，它們具有相等的幅度，用來(lái)使8個(gè)功率為1.3kW的放大器工作。

2.4 1.3 kW功放

功放一共有8個(gè)，其中而每個(gè)功放盒的功放板有五塊，微帶電路有功率取樣電路板、合成器以及五路功率分配器。分配器、合成器采用的是微帶電路設(shè)計(jì)，具備寬帶補(bǔ)償這一功能，會(huì)產(chǎn)生82Ω的隔離電阻。功率取樣電路板可對(duì)功放盒輸出以及分反射功率、功放盒內(nèi)部溫度信號(hào)以及功放板射頻輸入功率分別進(jìn)行處理。功放盒內(nèi)拔碼開(kāi)關(guān)設(shè)定好特定號(hào)碼后，微機(jī)會(huì)發(fā)出選通信號(hào)并能夠以此對(duì)各功放盒實(shí)際的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

2.5 合成器（五合成與二合成）

合成器有五合成器和二合成器，其中五合成器為帶狀線結(jié)構(gòu)，集中在一個(gè)擁有五個(gè)開(kāi)關(guān)的盒子里，當(dāng)開(kāi)關(guān)均處于工作的位置時(shí)合成器的工作狀態(tài)是正常的。在五合成器里包含四分之一螺線型波長(zhǎng)電纜，引出電纜外導(dǎo)體可使共點(diǎn)懸浮轉(zhuǎn)變?yōu)榻拥貞B(tài)的作用。而二合成器的內(nèi)部是由銅帶組成的一種腔體結(jié)構(gòu)，阻抗變換和功率合成可由呈現(xiàn)階梯狀的銅帶來(lái)實(shí)現(xiàn)。外導(dǎo)體截面為方形。此外，合成器的機(jī)器后方安裝有強(qiáng)制風(fēng)冷的風(fēng)扇，可用來(lái)降低因電流過(guò)大而升高的溫度。

2.6 低通濾波器

低通濾波器為一種腔體濾波器，主要用于輸出諧波分量的去除。其中運(yùn)用的為復(fù)合電路，要想確保通帶平坦特征可以定K節(jié)，M導(dǎo)出節(jié)用于抑制二次、三次諧波及其它的高次諧波，可以將二次諧波抑制到60d，保證對(duì)這些諧波的衰減能力可以逐步增強(qiáng)。

2.7 定向耦合器

定向耦合器位于二合成器的輸出端，具有3英寸的銅性饋管，具有可供測(cè)量和保護(hù)的L16-K型三個(gè)耦合輸出接頭，其中1個(gè)入射耦合、1個(gè)反射耦合，輸出并與微機(jī)接口板相接，另外還有1個(gè)入射耦合，其輸出時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整機(jī)的運(yùn)行指標(biāo)。調(diào)整定向耦合器的耦合度與方向性之后，耦合環(huán)調(diào)整時(shí)其方向可指向耦合傳輸波。值得注意的是插入深度在調(diào)整的過(guò)程中要保持不變，切勿動(dòng)作太大，以防止燒壞耦合環(huán)上的隔離電阻。如果調(diào)整反射耦合器，可把耦合環(huán)指向入射波處，注意用示波器監(jiān)測(cè)耦合輸出，約為10mW。

2.8 配電控制系統(tǒng)

配電控制系統(tǒng)安裝的交流接觸器其控制來(lái)源于微機(jī)，各部分交流電源主要經(jīng)由固態(tài)繼電器順序接通。固態(tài)繼電器可對(duì)整機(jī)配電器件以及微機(jī)單元輸出信號(hào)進(jìn)行隔離，使其抗干擾能力以及可靠性增強(qiáng)。另外，在對(duì)微機(jī)整機(jī)工作狀態(tài)是否正常進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，微機(jī)接口板可把整機(jī)模擬量放大，使微機(jī)監(jiān)控測(cè)量更加方便。

3 10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的工作調(diào)試

全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)在開(kāi)機(jī)之前要關(guān)掉四個(gè)電源開(kāi)關(guān)和激勵(lì)器，再把微機(jī)控制單元電源開(kāi)關(guān)以及開(kāi)機(jī)鍵打開(kāi)，等風(fēng)力起來(lái)以后，要及時(shí)檢查風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并作出相應(yīng)的調(diào)整。四臺(tái)開(kāi)關(guān)電源通過(guò)均流的方式將直流輸出端并接在一起，向1.3kW功放盒提供電力。在開(kāi)機(jī)前需要逐個(gè)打開(kāi)每臺(tái)電源，將其電壓調(diào)到所需要的電壓值，保證每臺(tái)電源的電壓值相同，然后將控制線插好，確認(rèn)各電源的均流信號(hào)互相連接好了。此時(shí)，將電源打開(kāi)，打開(kāi)微機(jī)控制單元電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)開(kāi)機(jī)鍵。五合成器至隔離負(fù)載之間的射頻電纜必須是相等的距離，而八分配器到八個(gè)1.3kW功放盒的射頻電纜之間同樣也必須是相等的距離，這個(gè)長(zhǎng)度是不能改變的，而電纜與連接件之間的接觸必須完好。