淺談10 kW全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)

摘要：10 kW全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)是由兩部一模一樣的5 kW功放經(jīng)功率合成后輸出，每個(gè)5 kW功放是由5個(gè)一模一樣的1 kW放大單元，經(jīng)功率分配，合成網(wǎng)絡(luò)輸出。
關(guān)鍵詞：調(diào)頻發(fā)射機(jī)；功率分配；合成網(wǎng)絡(luò)

隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步發(fā)展，廣播節(jié)目中以直播方式為主的各類節(jié)目和交通臺(tái)如雨后春筍般涌現(xiàn)，以及觀眾的需求和播出時(shí)間的延長(zhǎng)，就要求調(diào)頻發(fā)射機(jī)不間斷、高質(zhì)量、長(zhǎng)時(shí)間地工作。TF520-10 kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)，是北京廣播電影、電視設(shè)備廠的系列發(fā)送設(shè)備。

1 TF520-10 kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理
TF520-10 kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)，可以工作在87-108 MHz間的任意頻點(diǎn)，輸出10 kW的發(fā)射功率是由兩部一模一樣的5 kW功放經(jīng)功率合成后輸出。每個(gè)5 kW功放由5個(gè)一模一樣的1 kW放大單元經(jīng)功率分配、合成網(wǎng)絡(luò)組成。每個(gè)1 000 W單元又由4個(gè)350 W基礎(chǔ)放大單元經(jīng)網(wǎng)絡(luò)合成輸出。300 W推動(dòng)功放也是和1 000 W單元的350 W基礎(chǔ)放大單元一樣，整個(gè)10 kW發(fā)射機(jī)均按寬帶化設(shè)計(jì)，維護(hù)方便，備件統(tǒng)一，便于熟練掌握機(jī)器設(shè)備。

2 TF520-110 kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)功放的供電方法
300 W、1 000 W功放直流供電為48 V、開關(guān)電源每個(gè)機(jī)箱單獨(dú)供電互不影響提高電源可靠性、安全性。電源溫度升高風(fēng)機(jī)能根據(jù)不同的溫度自動(dòng)開啟和關(guān)閉。保護(hù)了風(fēng)機(jī)和開關(guān)管、并有浪涌保護(hù)過流過壓。短路保護(hù)電路，適應(yīng)了供電電源網(wǎng)波動(dòng)性大，比集中供電要好的多，減少了大電流的集中供電，提高了電源的可靠性和利用率、減少了電源故障，提高了播出率。

3 5 kW功放的工作原理
3．1 5 kW功放的功率合成
兩個(gè)5 kW功放采用3 dB定向耦合器功率合成。其中一路故障使功率下降6 dB仍可維持播出。因?yàn)? dB定向耦合器的輸出功率
。
如果10個(gè)1 kW功放有一個(gè)損壞時(shí)，一個(gè)5 kW為N=5而另一個(gè)5 kW為M=4。即一個(gè)單臂輸出為5 kW，另一個(gè)輸出為P0=(M2／N)Pλ=(42／5)Pλ=16／5=3．2 kW。三組合為5+3．2=8．2 kW，即能維持低功率輸出，為不間斷廣播電視創(chuàng)造了條件，如果在輸出端出現(xiàn)相位差，可在分配前的輸入端接入濾波器來校正其相位矢真。
3．2 每個(gè)功放單元的監(jiān)控
每個(gè)功放單元的電源電壓、電流、入射功率、反射功率、溫度、不平衡功率等，都可以在屏上顯示出來相應(yīng)的讀數(shù)，同時(shí)通過微機(jī)經(jīng)RS232接口送出有關(guān)數(shù)據(jù)、供監(jiān)控保護(hù)使用。激勵(lì)器采用意大利R．VR．公司30 W激勵(lì)器，使用雙激勵(lì)時(shí)能自動(dòng)切換主備機(jī)，送入300 W功放主機(jī)。300 W放大器方框圖如圖1。

4 1000W功放單元的工作原理
1 000 W功率放大器，主要由四塊350 W功率模塊組成，每個(gè)模塊可獨(dú)立輸出350 W功率，模塊中所用的功率放大管為美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的場(chǎng)效應(yīng)對(duì)管MRF151G，漏極工作電壓為48 V～50 V；漏極電流最大12 A；截止偏壓為-3 V。工作在87～108 MHz時(shí)全頻段內(nèi)增益均大于17 dB，改變頻率放大器無須做任何調(diào)整。
激勵(lì)器來的功率，首先進(jìn)入二分配器網(wǎng)絡(luò)HC-1，一分為二后再進(jìn)入另兩個(gè)二分配網(wǎng)絡(luò)HC-3、HC-4，這兩個(gè)二分配網(wǎng)絡(luò)中有一路移相90°。這樣激勵(lì)器來的射頻功率被一分為四，分別進(jìn)入四塊MRF151G功率放大器模塊的輸入端，激勵(lì)功率為15 W～20 W。
分到每個(gè)模塊的激勵(lì)功率首先進(jìn)入模塊的輸入匹配回路，L1、C16在每個(gè)模塊單獨(dú)調(diào)整時(shí)已經(jīng)調(diào)到最佳匹配狀態(tài)。T1為p：q的阻抗變換器，提高了模塊的輸入阻抗，有利于獲得較大的功率輸入，提高了放大器的穩(wěn)定性。激勵(lì)功率通過MRF151G功率放大器后將功率放大到350 W，T2為4：1阻抗變換器。L2-5管子的輸出電容調(diào)諧在工作頻段內(nèi)，T3是阻抗匹配的，將350 W功率送到另兩個(gè)功率合成網(wǎng)絡(luò)HC-3，HC-4。