無(wú)線電廣播中高功率微波發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用分析

樓英

摘 要 本次研究以無(wú)線電廣播為研究主題，主要探討高功率微波發(fā)射技術(shù)在無(wú)線電廣播中的應(yīng)用問(wèn)題。具體論述中先從工作原理與關(guān)鍵技術(shù)的角度，對(duì)高功率微波發(fā)射技術(shù)進(jìn)行概述;然后，分別從功率大組件與天線的應(yīng)用角度，對(duì)無(wú)線電廣播中高功率微波發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用做出分析，下面以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)主題展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞 無(wú)線電廣播;高功率;微波發(fā)射技術(shù);應(yīng)用

1高功率微波發(fā)射技術(shù)

1.1 內(nèi)涵解析

從概念界定的角度分析，高功率微波屬于無(wú)線電電磁波，其內(nèi)涵包括兩個(gè)方面：峰值功率≥100MW;工作頻率=100GHz～300GHz;由于高功率微波的基本特征與主要功能集中于發(fā)射方面，因此，也被稱為高功率微波發(fā)射技術(shù)，它由相對(duì)論電子束產(chǎn)生技術(shù)與維持技術(shù)、高功率脈沖產(chǎn)生技術(shù)與微波元器件技術(shù)，以及高功率微波定向發(fā)射與傳輸技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)綜合發(fā)展而來(lái)，是一種全新的發(fā)射技術(shù)，能夠有效解決無(wú)線電廣播發(fā)展中存在的諸多問(wèn)題，如傳輸失真、信號(hào)不穩(wěn)定等問(wèn)題。從國(guó)際應(yīng)用的范圍觀察，它是現(xiàn)階段無(wú)線電廣播進(jìn)一步轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要支撐技術(shù)，其前景相對(duì)較好。

1.2 產(chǎn)生原理與關(guān)鍵技術(shù)分析

影響常規(guī)微波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)發(fā)射功率的決定性因素，主要是微波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)與天饋系統(tǒng)。在實(shí)際的無(wú)線電廣播應(yīng)用中，一般通過(guò)天饋系統(tǒng)傳輸信號(hào)，往往發(fā)生信號(hào)衰減現(xiàn)象，從過(guò)去積累的數(shù)據(jù)分析，其信號(hào)衰減量約等于70dB，用原發(fā)射信號(hào)能量與接收信號(hào)能量比例計(jì)算，僅僅只占到千萬(wàn)分之一。因此，常規(guī)微波發(fā)射技術(shù)的難點(diǎn)集中于“功率放大器飽和度、輸出 功率的提升，發(fā)射天線回波損耗的降低”等方面。與常規(guī)微波電壓≤100kV相比，高功率微波電壓=100kV～1MW（部分可達(dá)4MWW），因而從微波源的角度觀察，高功率微波發(fā)射技術(shù)的關(guān)鍵器件比較優(yōu)勢(shì)顯著，其中，包括了等離子體輔助慢波振蕩器、回旋管、虛陰極振蕩器、強(qiáng)相對(duì)論微波器、多波切倫科夫振蕩器等。同時(shí)，該技術(shù)在集中微波能量方面采用了定向輻射天線，因此能量的發(fā)射顯示出短脈沖、高功率顯著特征，且能夠順利照到發(fā)射目標(biāo)之上。另一方面，在天線方面，高功率微波發(fā)射技術(shù)采用了矩形喇叭天線，因此其應(yīng)用頻率高、饋電集中能力強(qiáng)（如拋物面天線自身即可集中饋電），因此，可以實(shí)現(xiàn)“針對(duì)大功率容量的高定向與快速掃描”[1]。

2高功率微波發(fā)射技術(shù)在無(wú)線電廣播中的應(yīng)用分析

結(jié)合以上比較分析可以看出，常規(guī)微波發(fā)射技術(shù)中存在的問(wèn)題表現(xiàn)在“功率放大組件與天線”兩方面。因此，下面根據(jù)日常工作經(jīng)驗(yàn)與對(duì)高功率微波發(fā)射技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果觀察，對(duì)高功率微波發(fā)射技術(shù)在無(wú)線電廣播中的應(yīng)用做出具體分析。

2.1 功率放大組件分析

在無(wú)線電廣播行業(yè)的實(shí)際發(fā)展中，功率放大組件起著重要作用。作為一種高功率微波發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用形式，它有利于無(wú)線電廣播中的信號(hào)獲得有效傳輸。近年來(lái)，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，我國(guó)各行業(yè)中大部分企業(yè)都選擇了“砷化鎵晶體管”作為功率放大器器件。從比較優(yōu)勢(shì)方面分析，它優(yōu)于傳統(tǒng)硅材料的方面集中于應(yīng)用頻段方面，比如，砷化鎵晶體管的應(yīng)用頻段多在250GHz，與傳統(tǒng)硅材料相比，它的噪音較小，并且在信號(hào)方面具有充足性特征。因此，砷化鎵晶體管逐漸取代了傳統(tǒng)硅材料，并逐漸成為高功率放大器芯片的首要選擇對(duì)象。從應(yīng)該領(lǐng)域分析，砷化鎵電路可以運(yùn)用到諸多通信領(lǐng)域，包括衛(wèi)星通信、移動(dòng)電話、無(wú)線電廣播等，尤其在無(wú)線電廣播的應(yīng)用中，它能夠針對(duì)性地滿足常規(guī)微波發(fā)射技術(shù)中“功率放大器飽和度、輸出功率的提升”需求，進(jìn)而解決無(wú)線電廣播發(fā)射功率不足與信號(hào)失真問(wèn)題。從當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀觀察，我國(guó)部分運(yùn)營(yíng)商在無(wú)線電廣播運(yùn)營(yíng)中已經(jīng)引入了砷化鎵放大器，規(guī)避了傳統(tǒng)“硅雙極性功率倍增模塊”的固有缺陷，有效降低了系統(tǒng)直流功耗。

2.2 天線分析

在無(wú)線電廣播實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，除了解決高功率微波發(fā)射技術(shù)中的安全問(wèn)題，還需要匹配實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)發(fā)射。因此，與常規(guī)微波發(fā)射技術(shù)相比，應(yīng)用高功率微波發(fā)射技術(shù)需要對(duì)天線進(jìn)行實(shí)際的改善或調(diào)整。結(jié)合日常工作經(jīng)驗(yàn)觀察，發(fā)射天線在功率微波發(fā)射技術(shù)的運(yùn)用中，旨在“依據(jù)功率放大器的微波信號(hào)，將需要發(fā)射的信號(hào)順利發(fā)送出去”，因此，缺少天線將不能完成發(fā)射操作，或者說(shuō)天線是構(gòu)成高功率微波發(fā)射技術(shù)的“衛(wèi)士”。具體而言，在高功率微波發(fā)射技術(shù)中的應(yīng)用中，匹配性地設(shè)置矩形喇叭天線，運(yùn)用其中的拋物面天線集中饋電功能，科學(xué)避免天線端口對(duì)發(fā)射功率的影響，可以有效控制回波損耗大小，進(jìn)而降低回波損耗并預(yù)防信號(hào)回流問(wèn)題。另一方面，匹配性的天線設(shè)置能夠?qū)⑽⒉芰亢侠淼募械结槍?duì)性的頻段之上（如高功率微波發(fā)射技術(shù)的頻段就能夠針對(duì)性的應(yīng)用到250GHz），從而利用降低旁瓣電平的方法，提升高功率微波發(fā)射率，同時(shí)降低噪音污染與雜波干擾等。

2.3 應(yīng)用前景分析

現(xiàn)階段，我國(guó)傳統(tǒng)傳媒行業(yè)正在進(jìn)行新一輪的改革，其目標(biāo)旨在將單一化的傳播提升到交互式傳播的新水平;以無(wú)線電廣播行業(yè)為例，當(dāng)前廣播的聽(tīng)眾數(shù)量正在快速增長(zhǎng)，同時(shí)整個(gè)行業(yè)正在經(jīng)歷變革;若要將此目標(biāo)落實(shí)到位，那么，從發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)線電廣播行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)觀察，高功率微波發(fā)射技術(shù)則是促進(jìn)其目標(biāo)有效實(shí)現(xiàn)的較佳手段。另一方面，高功率微波發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)廣泛，隨著它在通訊領(lǐng)域與移動(dòng)客戶端的普遍應(yīng)用，必然會(huì)反過(guò)來(lái)催生無(wú)線電廣播行業(yè)的革新。因而，無(wú)論從無(wú)線電廣播行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的角度，還是從消費(fèi)者需求的角度進(jìn)行分析，高功率微波發(fā)射技術(shù)在無(wú)線電廣播領(lǐng)域的應(yīng)用屬于大勢(shì)所趨，所以它的應(yīng)用前景相對(duì)廣闊。另外，無(wú)線電廣播行業(yè)與內(nèi)容創(chuàng)造市場(chǎng)的全面對(duì)接，也要求無(wú)線電廣播行業(yè)為其提供新的技術(shù)支持[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在“中國(guó)經(jīng)濟(jì)的奇跡”誕生后，中國(guó)人的物質(zhì)生活日益豐富，與此同時(shí)，在物質(zhì)生活得到基本滿足的情況下，對(duì)于精神事物的需求也逐漸增長(zhǎng)結(jié)合以上分析可以看出應(yīng)用高功率微波發(fā)射技術(shù)，可以有效克服微波發(fā)射系統(tǒng)中因環(huán)境因素等造成的傳輸問(wèn)題，保障其傳輸信道的安全暢通。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂品田.澳大利亞無(wú)線電廣播在數(shù)字時(shí)代的變革——以澳大利亞廣播公司為例[J].青年記者，2020，11（3）：84-85.

[2] 陳俊.關(guān)于無(wú)線電廣播中軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2020，19（3）：191-192.