浅谈10 kW全固态调频发射机

摘要：10 kW全固态调频发射机是由两部一模一样的5 kW功放经功率合成后输出，每个5 kW功放是由5个一模一样的1 kW放大单元，经功率分配，合成网络输出。
关键词：调频发射机；功率分配；合成网络

随着数字化、网络化的进一步发展，广播节目中以直播方式为主的各类节目和交通台如雨后春笋般涌现，以及观众的需求和播出时间的延长，就要求调频发射机不间断、高质量、长时间地工作。TF520-10 kW调频发射机，是北京广播电影、电视设备厂的系列发送设备。

1 TF520-10 kW调频发射机的工作原理
TF520-10 kW调频发射机，可以工作在87-108 MHz间的任意频点，输出10 kW的发射功率是由两部一模一样的5 kW功放经功率合成后输出。每个5 kW功放由5个一模一样的1 kW放大单元经功率分配、合成网络组成。每个1 000 W单元又由4个350 W基础放大单元经网络合成输出。300 W推动功放也是和1 000 W单元的350 W基础放大单元一样，整个10 kW发射机均按宽带化设计，维护方便，备件统一，便于熟练掌握机器设备。

2 TF520-110 kW调频发射机功放的供电方法
300 W、1 000 W功放直流供电为48 V、开关电源每个机箱单独供电互不影响提高电源可靠性、安全性。电源温度升高风机能根据不同的温度自动开启和关闭。保护了风机和开关管、并有浪涌保护过流过压。短路保护电路，适应了供电电源网波动性大，比集中供电要好的多，减少了大电流的集中供电，提高了电源的可靠性和利用率、减少了电源故障，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
两个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仍可维持播出。因为3 dB定向耦合器的输出功率
。
如果10个1 kW功放有一个损坏时，一个5 kW为N=5而另一个5 kW为M=4。即一个单臂输出为5 kW，另一个输出为P0=(M2／N)Pλ=(42／5)Pλ=16／5=3．2 kW。三组合为5+3．2=8．2 kW，即能维持低功率输出，为不间断广播电视创造了条件，如果在输出端出现相位差，可在分配前的输入端接入滤波器来校正其相位矢真。
3．2 每个功放单元的监控
每个功放单元的电源电压、电流、入射功率、反射功率、温度、不平衡功率等，都可以在屏上显示出来相应的读数，同时通过微机经RS232接口送出有关数据、供监控保护使用。激励器采用意大利R．VR．公司30 W激励器，使用双激励时能自动切换主备机，送入300 W功放主机。300 W放大器方框图如图1。

4 1000W功放单元的工作原理
1 000 W功率放大器，主要由四块350 W功率模块组成，每个模块可独立输出350 W功率，模块中所用的功率放大管为美国摩托罗拉公司生产的场效应对管MRF151G，漏极工作电压为48 V～50 V；漏极电流最大12 A；截止偏压为-3 V。工作在87～108 MHz时全频段内增益均大于17 dB，改变频率放大器无须做任何调整。
激励器来的功率，首先进入二分配器网络HC-1，一分为二后再进入另两个二分配网络HC-3、HC-4，这两个二分配网络中有一路移相90°。这样激励器来的射频功率被一分为四，分别进入四块MRF151G功率放大器模块的输入端，激励功率为15 W～20 W。
分到每个模块的激励功率首先进入模块的输入匹配回路，L1、C16在每个模块单独调整时已经调到最佳匹配状态。T1为p：q的阻抗变换器，提高了模块的输入阻抗，有利于获得较大的功率输入，提高了放大器的稳定性。激励功率通过MRF151G功率放大器后将功率放大到350 W，T2为4：1阻抗变换器。L2-5管子的输出电容调谐在工作频段内，T3是阻抗匹配的，将350 W功率送到另两个功率合成网络HC-3，HC-4。
四路功率模块的输出两两都经过90°相移合成后，再经HC-2网络合成，就得到大于1 kW的输出功率。合成后的1 kW射频输出功率进入低通滤波器。将带外的谐波抑制到-70 dB以上。
放大器端子Z4-6功率调整端子，通过调整面极的偏压调整电位器，可同时改变四路功放模块的偏压，从而达到调整功率大小的目的，放大器端子Z4-5为功率封锁端，当模块功率输出大于1 250 W时，它的反射功率大于55 W，模块散热器温度达到70℃时都使Z4-5脚变为-3 V电压，将MRF151G偏压变为负压，从而保护了模块。工作原理图如图2，图3。

5 结论
TF520-10 kW调频发射机，具有功效高、可靠性强、换代能力高、便于熟悉电路、维护方便等特点。