數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用

孫建國(guó)

（內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心赤峰762 臺(tái)，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

0 引 言

20 世紀(jì)90 年代，美國(guó)完成高清廣播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造，于2002 年研發(fā)出IBOC 發(fā)射系統(tǒng)。歐洲國(guó)家于1989 年推出數(shù)字管理信息技術(shù)（Digital Resource Management，DRM）在廣播電臺(tái)領(lǐng)域的應(yīng)用。2004年，DRM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于中、長(zhǎng)、短波傳輸。2018年，我國(guó)CDR 數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)正式獲批成為國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）ITU-R 標(biāo)準(zhǔn)。截至2020 年底，我國(guó)基本完成數(shù)字廣播的全覆蓋。數(shù)字中波廣播作為數(shù)字廣播的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于電臺(tái)廣播、應(yīng)急廣播、公共廣播及校園廣播等領(lǐng)域[1]。數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的性能直接關(guān)系到廣播信號(hào)的傳輸質(zhì)量。針對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)發(fā)展及應(yīng)用的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的組成及工作原理

1.1 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)概述

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)是一種電子設(shè)備，用于產(chǎn)生中波頻率的無(wú)線電信號(hào)，并將這些信號(hào)發(fā)送到空中，使其能夠被接收器接收[2]。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)使用數(shù)字技術(shù)和中頻電路來(lái)產(chǎn)生無(wú)線電信號(hào)，并提供多種調(diào)制方式，包括調(diào)幅（Amplitude Modulation，AM）、調(diào)頻（Fequency Modulation，F(xiàn)M）和單邊帶（Single Side Band，SSB）等，以滿足不同的廣播和通信需求。

1.2 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的組成

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)由多個(gè)模塊組成，包括發(fā)射模塊、調(diào)制模塊、中頻模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊以及電源模塊等[3]。其中，發(fā)射模塊負(fù)責(zé)將調(diào)制后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線電信號(hào)，并將其通過(guò)天線發(fā)送到空中。調(diào)制模塊可以根據(jù)需要選擇調(diào)幅、調(diào)頻或單邊帶等調(diào)制方式，以產(chǎn)生不同類型的信號(hào)。中頻模塊將高頻信號(hào)下變頻到中頻范圍，以便進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制、濾波、編碼及解碼等操作，以確保信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量。電源模塊為整個(gè)設(shè)備提供運(yùn)行所需的電源。

1.3 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的工作原理

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的工作原理是將音頻或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，生成調(diào)制信號(hào)，然后通過(guò)中頻模塊進(jìn)行中頻變換和數(shù)字信號(hào)處理，最終由發(fā)射模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)天線發(fā)送到空中。接收端的接收器可以接收這些無(wú)線電信號(hào)，并通過(guò)解調(diào)還原出原始音頻或數(shù)據(jù)信號(hào)。

2 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用情況

2.1 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)是一種廣播電臺(tái)發(fā)射機(jī)，通過(guò)無(wú)線電信號(hào)將音頻或其他信息傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在廣播、天氣預(yù)報(bào)、緊急警報(bào)等領(lǐng)域具有重要作用，對(duì)于社會(huì)生活的安全和便利發(fā)揮著不可替代的作用[4]。

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的誕生可以追溯到20 世紀(jì)20年代。當(dāng)時(shí)，人們開(kāi)始使用大功率的中波發(fā)射機(jī)進(jìn)行廣播。然而，中波發(fā)射機(jī)在傳輸過(guò)程中易受干擾和多徑傳播等影響，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量較差。為了解決這些問(wèn)題，人們開(kāi)始探索數(shù)字中波發(fā)射技術(shù)。這種技術(shù)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的廣播。

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的性能不斷提升。目前，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)主要采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，其中最常用的是調(diào)幅鍵控（AM）和調(diào)頻鍵控（FM）技術(shù)。這些技術(shù)具有高度的靈活性和可靠性，能夠在不同的環(huán)境實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和廣播。

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。除了傳統(tǒng)的廣播業(yè)務(wù)外，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)還廣泛用于無(wú)線電電視、軍事通信、航空導(dǎo)航及遠(yuǎn)程遙測(cè)等領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅提高了通信的質(zhì)量和效率，而且極大地推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

與此同時(shí)，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的技術(shù)也在不斷更新。例如，人們開(kāi)始研究采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的數(shù)字中波發(fā)射機(jī)。這種發(fā)射機(jī)能夠更加精確地控制信號(hào)的傳輸，從而提高了傳輸質(zhì)量和效率。此外，人們還研究了一些新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如正交頻分復(fù) 用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術(shù)，它可以在同一頻帶上傳輸多個(gè)信號(hào)，提高了頻帶利用率。

2.2 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)字中波被廣泛應(yīng)用于廣播、通信、無(wú)線遙控、定位和監(jiān)測(cè)、導(dǎo)航、安防及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

（1）廣播領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在廣播領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。應(yīng)用數(shù)字中波發(fā)射機(jī)，可以極大地提高廣播的可靠性和覆蓋范圍，使得廣播信號(hào)可以更好地傳遞到偏遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)等復(fù)雜環(huán)境下的接收終端[5]。

（2）通信領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在通信領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在通信中繼站、無(wú)線遙控、定位和監(jiān)測(cè)等方面，提高通信的可靠性和穩(wěn)定性。在無(wú)線遙控、定位和監(jiān)測(cè)等方面，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更加精確和準(zhǔn)確的信息傳遞和控制，極大地提高相關(guān)設(shè)備的效率和安全性。

（3）導(dǎo)航領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用非常重要，主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)定位、航空導(dǎo)航及航海導(dǎo)航等方面。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)通過(guò)精確的定位技術(shù)，可以提供更加準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)航服務(wù)，使得船舶、飛機(jī)等交通工具在導(dǎo)航中更加安全和可靠。

（4）安防領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，主要體現(xiàn)在視頻監(jiān)控、安防報(bào)警及智能家居等方面。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和安防報(bào)警等功能，同時(shí)可以結(jié)合人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的控制和管理，提高生活的品質(zhì)和安全性。

（5）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在智能化農(nóng)業(yè)、無(wú)人駕駛等方面。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田、農(nóng)作物等的監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)智能化農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)還可以與無(wú)人駕駛技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自主駕駛的農(nóng)業(yè)機(jī)械，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

2.3 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)在廣播電視領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，包括數(shù)字廣播、衛(wèi)星廣播、電視傳輸及交通廣播等。

2.3.1 數(shù)字廣播

數(shù)字廣播是數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在廣播領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用。數(shù)字廣播是基于數(shù)字信號(hào)的廣播技術(shù)，具有高音質(zhì)和廣覆蓋范圍特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多頻道播出、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等功能。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)作為數(shù)字廣播的傳輸設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)字信號(hào)傳輸，為廣播行業(yè)帶來(lái)了更加便捷和高效的服務(wù)。目前，許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)廣泛部署數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)也將在其中發(fā)揮重要的作用。

2.3.2 衛(wèi)星廣播

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)也可以用于衛(wèi)星廣播領(lǐng)域。衛(wèi)星廣播是一種基于衛(wèi)星通信技術(shù)的廣播方式，其優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋和高質(zhì)量的信號(hào)傳輸。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以作為衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面站之間的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)的接收和傳輸，為用戶提供更加穩(wěn)定和高效的服務(wù)。

2.3.3 電視傳輸

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)也可以用于電視傳輸領(lǐng)域。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高清視頻信號(hào)的傳輸，提供更加清晰和高質(zhì)量的視頻體驗(yàn)。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在電視傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了廣泛的認(rèn)可。在電視臺(tái)、電視網(wǎng)絡(luò)、有線電視等行業(yè)單位，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)已經(jīng)成為重要的信號(hào)傳輸設(shè)備之一。

2.3.4 交通廣播

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)也可以用于交通廣播領(lǐng)域。交通廣播是一種為道路交通提供信息和服務(wù)的廣播形式，可以為駕駛員提供實(shí)時(shí)的交通信息，幫助其更好地掌握交通狀況，提高駕駛安全性。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)交通廣播信號(hào)的傳輸，幫助廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確和及時(shí)的交通信息發(fā)布，提高交通廣播的可靠性和實(shí)用性。

3 新技術(shù)融合下的數(shù)字中波發(fā)射機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)

高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)是數(shù)字中波發(fā)射機(jī)的一種，可以應(yīng)用于廣播電視、交通、電力、軍事等領(lǐng)域。高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，具有數(shù)字化的信號(hào)傳輸和處理能力。通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理，高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的降噪、抗干擾、修正和增強(qiáng)等功能，使得其輸出信號(hào)更加穩(wěn)定和清晰，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多種編碼方式，提高信號(hào)傳輸效率。在廣播電視領(lǐng)域，高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以為廣播行業(yè)帶來(lái)更加高質(zhì)量和高效的數(shù)字廣播服務(wù)。高頻數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，為廣播行業(yè)提供更加廣闊的覆蓋范圍。

3.2 人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)

人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)采用了多種先進(jìn)的人工智能技術(shù)，如深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等，可以實(shí)現(xiàn)更加智能化的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制。人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)還支持自適應(yīng)調(diào)制、波束成形、多輸入多輸出等技術(shù)。在移動(dòng)通信領(lǐng)域，人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加智能化的網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制。人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行信道估計(jì)和預(yù)測(cè)，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)還可以通過(guò)波束成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加精確的信號(hào)傳輸和控制。在智能城市領(lǐng)域，人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加智能化的城市管理和服務(wù)。人工智能數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)城市數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，為城市管理和服務(wù)帶來(lái)更加智能的控制和優(yōu)化。

4 結(jié) 語(yǔ)

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)具有信號(hào)傳輸質(zhì)量高、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于廣播電臺(tái)、航空航天、通信等多個(gè)領(lǐng)域。在廣播領(lǐng)域，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)可以通過(guò)數(shù)字技術(shù)提高廣播信號(hào)的質(zhì)量和傳輸效率。隨著5G 通信技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)會(huì)向自動(dòng)化、智能化、高頻化、低功耗、精準(zhǔn)定位等方向發(fā)展，推動(dòng)數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在廣播和通信等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍持續(xù)深化。