射频功率合成
调频发射机的功率合成与维护
图１ ３ ｄＢ定向耦合器的工作原理
由电磁感应定律可知，当两条平行的传输线的间隔逐渐缩小时，主线和副线之间发生电磁耦合，主线中的功率耦合到副线，副线中的功率也耦合到主线。
1-2是主线，3-4是副线，长度是中心频率的1/4波长，端口1与4同相，端比端口4滞后90°，端口3是隔离输出端，引至隔离电阻，当端口2与端口4输入等功率正交信号时，端口
出为0，在端口1得到合成功率输出。
2为直通端，4耦合端，3为隔离端。
由于耦合输出的能量具有方向性，故称它为定向耦合器；由于2、4端输入相等的功率时，1端输出的功率增加一倍，故称其为3 dB定向耦合器。
４ ３ｄＢ定向耦合器的技术要求
239。
某省2022年全省广播电视技术能手(调幅专业) 竞赛试题
2022年某省广播电视技术能手竞赛试题专业：调幅广播题目一二三四五总分分数评卷人一、填空题(共10题，每空1分，共26分)1.广播电视安全播出事故分为:责任事故、技术事故、其他事故3类。
事故级别分别为：特大、重大和一般三级。
2.我国同步台间的频差△f要求为≤0.015Hz，其同步保护率白天为4dB，夜间为8dB。
3.全固态中波发射机射频功放通常采用高频变压器串联合成方式。
4.根据GY/T179-2001《广播电视发射台运行维护规程》，当机房监听的播出质量主观评价下降到3分以下时为停播。
5.某10kW发射机，其馈线特性阻抗为300Ω，在驻波比为1.65时，馈线上的最大电压为3049.6V，最小电压为1849.4V。
6.调幅广播发射机运行技术指标等级的广电总局颁发的甲级标准中规定，噪声电平为≥60dB，载波跌落为-3%—+3%，正负调幅不对称度为≤3%。
7.DRM广播应用于长波、中波和短波波段的调幅广播，AM HD Radio 应用在调幅广播的中波波段。
8.DRM系统可以运用AAC、CELP、HVXC三种信源编码方式。
9.所谓同步广播，就是用两部或者两部以上的发射机，使用同一频率、播出同一节目，进行同步播音的广播方式。
10.在数字通信系统中，差错控制方式分为检错重发、前向纠错、混合纠错三种方式，在广播电视数字信号传输中，都使用前向纠错方式。
二、选择题(单选或多选，共15题，每题2分，共30分)1.【单选题】某一PDM发射机在载波状态的脉冲占空系数K＝0.4，当m＝75％时调制峰点、调制谷点时的占空系数为（A）。
A.0.70.1B.0.60.2C.0.70.3D.0.60.42.【单选题】中波广播以（）传播为主，（）传播为辅；短波主要以（）方式传播。
（B）A.地波天波地波B.地波天波天波C.天波地波地波D.天波地波天波3.【多选题】以下属于发射机杂散发射的有（A、B、C、D）。
A.谐波发射B.寄生发射C.变频产物D.互调产物4.【单选题】我国采用频率为（），稳定度为（）数量级的晶振作为同步台的振荡信号源。
中原福塔暨河南省广播电视发射台调频发射机5+1系统介绍
器 发 出 指令 先 关 闭 ３ 号机 ， 然 后 切换 与３ 号机 连接 的 同轴 开 关Ｋ３ ； 此 时， 备份 发射机输 出的射 频功率 通过 同轴开关Ｋ１ 、 Ｋ ２ 、 Ｋ３ 、 串联送 人 到 原 先３ 号 机 的 五 工器 输 入 端 ， 而３ 号 机 的 输 出端 则通 过 同轴 开 关 Ｋ３ ， Ｋ４ ． ， Ｋ ５ 串联 接到了假负载上 ； 同时５ ＋１ 系统控制器 发出指令将 备份发射机激励器的载波频率更改为３ 号机 的播 出频率 ， 并将送入 备份发射机激励器的音频信号切换为３ 号机 的音频信号 ； 最后发 出 指令 备 份 发射 机开 机 ， 为３ 号 发射 机 提 供 代 播 。
２ ５ ＋ １播 出控制 系统 的工作 方式 及原 理
图（ １ ） 是我机房调频广 播５ ＋１ 播出控制系统的实例 。 为五部主 用发射机正常工作状态示意图 ， 五部主用发射机输出的射频功率分 别通过各 自相连接的同轴开关进入到五工器。 五工器将五部主用发 射机输出的射频功率合成后 由一套天馈线发射 出去 。 而备份发射机 的输 出端则先后通过 同轴开关Ｋ１ 、 Ｋ２ 、 Ｋ３ 、 Ｋ ４ 、 Ｋ５ 串联与假 负载相
通信技术
射机故障率大大降低。 相 比以往一主一备 的播 出模式 ， 采用Ｎ＋Ｉ 播 出控制 系统 能够最大限度 的提高 发射机的使用效率 ， 节约 场地 空 间， 有极高 的经济效益和社会效益 。 我台技术人员根据机房 的实 际 需求 ， 配 合 发 射 机 厂 家 自行设 计 和 开 发 研 制 了一 套调 频 ５ ＋ １ 播 出控 制系统 。 该系统与发射机相 匹配可靠性较高 ， 可以与计算机进行通 讯， 全部 实现 自动化管理 。 主用发射机五部 ， 备份发射机一部 ， 每 部 主用机上装有 同轴开 关， 当主用 发射机发生故 障时， 该系统会按 照 设置好的操作步骤 ， 关掉故障机 ， 自动切换 同轴开关， 把备份发射机 的频率 自动设置 好， 同时切换好备机 的信 号源 ， 最终 自动开启备份
射频功率合成的原理
射频功率合成的原理作者：王保梁来源：《电子技术与软件工程》2018年第06期摘要在广播电视事业的发展进程中，大功率全固态发射机以其体积小，结构设计紧凑、运行稳定和高效可靠的特点，已成为发射机市场的主流。
【关键词】发射功率分配网络功率合成在发射机中，要获得较大的发射功率，单个电子器件所能输出的功率无法满足需要，所以在功放单元必须采用功率合成技术。
功率合成技术就是利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大，然后设法将各个功放的输出信号相加，这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率。
1 功率合成的特性利用功率合成技术可以获得几百瓦甚至上千瓦的高频输出功率。
理想的功率合成器不但应具有功率合成的功能，还必须在其输入端使与其相接的前级各率放大器互相隔离，即当其中某一个功率放大器损坏时，相邻的其它功率放大器的工作状态不受影响，仅仅是功率合成器输出总功率减小一些。
即一个良好的功率合成网络也应具有两个特性：（1）功率叠加且合成时功率损耗最小;（2）隔离特性，即两个合成源放大器互不影响工作状态。
图1为采用7个功率增益为2，最大输出功率为10 W的高频功放，利用功率合成技术，可以获得40W的功率输出。
其中采用了3个一分为二的功率分配器和3个二合一的功率合成器。
功率分配器的作用在于将前级功放的输出功率平分为若干份，然后分别提供给后级若干个功放电路。
很显然，讨论功率合成技术，首先应该讨论功率分配和功率合成网络。
2 功率合成与分配网络利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器，且具有频带宽、结构简单、插入损耗小等优点，然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。
图2所示的网络即具有上述特性，既可以作功率分配，又可作功率合成。
2.1 网络结构特点图2网络由4：1传输线变压器和相应的AO、BO、CO、DD四条臂组成，其中DD臂是平衡臂，臂的两端均不接地。
传输线变压器的特性阻抗Ze和每条臂上的阻值满足以下关系：Zc=Ra= Rb= ReRc=l/2 R Rd=R2.2 网络功能2.2.1 功率分配（1）同相分配。
射频电源功率合成
射频电源功率合成
功率合成器的设计需要考虑以下几个关键要素：
1.功率放大器：功率放大器负责将输入的低功率信号放大到
所需的输出功率水平。
常见的功率放大器包括晶体管放大器、
管子放大器等，选择适合的功率放大器需要考虑输出功率要求、频率范围、线性度以及功率效率等因素。
2.功率分配器：功率分配器的作用是将输入的射频信号平均
分配给多个功率放大器，保证每个功率放大器工作在相同的输
入功率水平。
常见的功率分配器有功分器（PowerSplitter）
和功率耦合器（PowerCoupler）。
功分器将输入功率均匀分
配到多个输出端口，而功率耦合器则将功率传输到一个主要输
出端口并耦合到其他输出端口。
3.反射损耗：功率合成器在设计中需要考虑信号的反射损耗。
反射损耗会导致功率在功率合成器内部被反射回功放器，降低
合成输出功率，并可能损坏功率放大器。
为了减少反射损耗，
常见的做法是采用匹配网络或反射损耗补偿技术来提高整个系
统的匹配性能。
4.相位平衡：在功率合成器中，不仅需要考虑功率的合成，
还需要注意信号的相位平衡。
相位平衡是指合成过程中各个信
号之间的相位关系保持一致，避免信号之间的干扰和相位差引
起的功率损失。
为了实现相位平衡，可以采用相位校正器或相
位补偿器来调整各个分支的信号相位。
射频大功率合成和滤波器方向
射频大功率合成和滤波器方向射频大功率合成和滤波器在无线通信系统中起着至关重要的作用。
射频大功率合成主要是指将低功率信号合成为高功率射频信号的技术，而滤波器则是用于去除信号中的杂散频率和噪声，以保证信号质量和系统性能的关键器件。
射频大功率合成技术是在无线通信领域中广泛应用的一种技术。
它通过将多个低功率信号合成为一个高功率射频信号，能够实现信号的放大和频率的变换。
在无线通信系统中，射频大功率合成技术被广泛应用于信号发射和接收过程中。
例如，在无线电通信中，射频大功率合成器可以将多个低功率信号合成为一个高功率射频信号，从而实现信号的放大和传输。
在雷达系统中，射频大功率合成器可以将多个低功率脉冲信号合成为一个高功率脉冲信号，从而实现雷达信号的发射和探测。
射频大功率合成技术的关键是合成器的设计。
合成器通常由多个功率放大器和相位控制器组成。
功率放大器负责将低功率信号放大至所需的高功率水平，而相位控制器则负责控制各个低功率信号的相位，以实现信号的合成。
在设计合成器时，需要考虑功率放大器的线性度、功率效率和带宽等指标，以及相位控制器的相位调节范围和分辨率等指标。
此外，还需要考虑合成器的稳定性和抗干扰能力等因素，以确保合成器在实际应用中能够稳定可靠地工作。
滤波器是射频系统中常用的一种设备，用于去除信号中的杂散频率和噪声。
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型。
低通滤波器可以通过滤除高频部分来实现信号的频率限制；高通滤波器则可以通过滤除低频部分来实现信号的频率限制。
带通滤波器可以通过滤除不需要的频率分量来实现信号的频率选择；带阻滤波器则可以通过滤除特定频率范围内的信号来实现信号的频率屏蔽。
滤波器的设计和性能评估主要涉及到滤波器的频率响应、幅频特性、群延迟、插入损耗、阻带衰减等指标。
在设计滤波器时，需要根据系统的需求和信号的特点选择合适的滤波器类型，并进行参数优化和仿真验证。
此外，还需要考虑滤波器的实现方式和制造工艺，以确保滤波器能够满足系统的性能要求和工作环境的限制。
广播论文：中波广播发送技术概述
广播论文：中波广播发送技术概述摘要：本文主要介绍了调幅广播原理，简要介绍了目前国内中波发射台常用的几种类型的发射机。
关键词：广播；调幅；频率；发射机一、引言随着信息时代的进入，广播技术取得了飞跃的发展。
除了调幅广播、调频广播和电视广播外，卫星广播、图文数据广播、数字音频广播（dab）以及高清晰度电视（hdtv）广播等新型广播相继问世并已经得到长足发展。
二、广播发射机分类（1）按工作频段划分无线电频段和波段划分示于表1中波广播发射机的频率范围为526.5khz—1605.5khz，波长为570米—187米。
短波广播发射机的频率范围为3.2mhz—26.1mhz，波长为93.8米—11.5米。
87-108mhz，波长为3.45米—2.78米。
（2）按功率等级划分大功率发射机是指单机输出功率在50kw以上的发射机。
中小功率发射机是指单机输出功率小于50kw的发射机。
（3）按调制方式划分调幅方式有栅极调制、帘栅极调制、板极调制、自动板极调制，数字条幅等。
由于音频加工方式不同，板极调幅又可分为乙类板极调制（am）、脉冲宽度调制（pdm）、脉冲阶梯调制（psm）、单边带调制（ssb）等多种调制方式。
三、调幅广播原理模拟调幅包括角度调制和幅度调制。
（一）角度调制角度调制又可分为频率调制和相位调制。
高频振荡信号的频率随着调制信号幅度的变化而变化称为频率调制，简称调频（见图1）。
用音频信号对载频信号进行调制，得到调频信号。
在音频信号正峰时刻，调频信号的瞬时振荡频率最高，而在音频信号负峰时刻，调频信号的瞬时振荡频率最低。
高频振荡的初相位随着调制信号幅度的变化而变化称为相位调制，简称调相。
实际上频率调制与相位调制没有本质上的区别，因为频率的变化总是和相位的变化密切相关的，频率的变化总伴有相应的相位变化，而相位的变化也伴随着相应的频率变化。
（二）幅度调制1、调幅和调幅度高频振荡的幅度随着调制信号幅度的变化而变化称为幅度调制，简称调幅（见图2）。
pa功率合成
pa功率合成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PA功率合成（PA Power Combine）是一种利用多个功率放大器（PA）同时工作来增强输出功率的技术。
在现代无线通信系统中，PA 功率合成已经被广泛采用，用于提高通信系统的覆盖范围、数据传输速率和抗干扰能力。
本文将介绍PA功率合成的基本原理、应用领域和未来发展方向。
一、PA功率合成的基本原理PA功率合成的基本原理是通过将多个功率放大器的输出信号合并在一起，从而产生一个更大的输出功率。
在传统的通信系统中，通常会使用单个功率放大器来增加输出功率，但是由于功率放大器存在着输出功率的限制，单个功率放大器往往无法满足系统对高功率输出的需求。
通过将多个功率放大器进行合成，系统可以实现更高的输出功率，因此PA功率合成成为一种有效的提高系统性能的方法。
PA功率合成通常分为两种方式：分时合成和频率合成。
在分时合成中，多个功率放大器按照一定的时间序列依次工作，将它们的输出信号合并在一起以实现增强输出功率的目的。
在频率合成中，多个功率放大器输出的信号在频率域中进行合并，通过增加频谱带宽来增强输出功率。
不同的应用场景可以选择不同的合成方式，根据系统对输出功率、频率谱特性和功率效率等方面的要求来确定具体的合成方案。
PA功率合成在无线通信系统中有着广泛的应用，特别是在高速数据传输和长距离通信方面发挥着重要作用。
以下是几个重要的应用领域：1. 高速数据传输：在5G和未来的通信系统中，要求传输速率越来越高，而传统的单个功率放大器往往无法提供足够的输出功率。
通过采用PA功率合成技术，系统可以实现更高的输出功率，从而支持更高的数据传输速率。
2. 覆盖增强：在一些通信系统中，需要覆盖范围较大的场景，而单个功率放大器的覆盖范围有限。
通过使用PA功率合成技术，可以将多个功率放大器的输出信号进行合成，从而增强系统的覆盖范围。
3. 抗干扰能力提升：在无线通信系统中，干扰是一个常见的问题，特别是在密集用户场景下。
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实现理想功率合成的关 键是魔T型混合网络 （Hybrid Circuit）。魔T型 混合网络有四个端点，分别 是A端、B端、C端和D端， 如图7.4.2所示。它的作用是：
图7.4.2 功率合成示意图
1．C端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值
同相功率时，C端负载 RC 上获得两输入功率的合成，
而D端负载 RD 上无功率输出。
将上面两式相加或相减，分别得到 1 I a Ib 2I I c 及 I d ( I a Ib ) 2 设AO、BO两臂的 信号源的正负极性如图 7.4.4（a）所示，称之 为同相源，则此时电流
I a、 b 为正。 I
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
I 由于电路对称，所以 I a I b，则 I c 2I a 2Ib， d 0
们的作用是完成阻抗匹配。晶体管发射极接入1.1
的负反馈电阻，用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串
7.4.1
联的22 电阻作为提高输入电阻与防止寄生振荡之用。
D端所接的200 与400 电阻是 Tr1与Tr 6的假负载电阻。
在同相功率合成器中，由于偶次谐波在输出端是相 加的，因此输出中有偶次谐波存在，这是不如反相功率 合成电路的地方（反相功率合成电路中的偶次谐波在输
既可以作功率分配，又
可作功率合成，因此称 之为魔T网络。
图7.4.3 魔T网络
7.4.1
一．魔T网络的结构特点 魔T网络由4：1传
输线变压器和相应的
AO、BO、CO、DD四 条臂组成，其中DD臂 是平衡臂，臂的两端均 不接地。
图7.4.3 魔T网络
传输线变压器的特性阻抗 Z C 和每条臂上的阻值（负载 电阻或信号源内阻）满足以下关系：
7.4
4．利用该网络还可实现功率分配的功能。当
RA RB时，加在D端的功率放大器将其输出功率均等地
分配给RA和 RB ，且它们之间是反相的，而C端无功率
输出；加到C端的功率放大器将其输出功率均等地分配
给 R 和 R 且它们之间是同相的，而D端无功率输出。 A B
7.4
7.4.1 魔T网络
利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配 器和功率合成器, 且具有频带宽、 结构简单、插入损 耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功 放电路。 图7.4.3所示的网 络就具有上述特性，它
7.4 功率合成器
利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大, 然后设法将各个功放的输出信号相加, 这样得到的总输 出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率，这就是 功率合成技术。 理想的功率合成器不但应具有功率合成的功 能，还必须满足下列条件：
（1）功率相加条件。即若有N个相同功率放大
器，每个功率放大器为匹配负载提供额定的功率 P ，则N个负载上得到总功率为 NP1 。 1 7.4
可将电路等效为图7.4.4（b）所示。CO臂上的R 2 可以 看作两个电阻R的并联，所以AO、BO两支路上的信号 源均工作于匹配状态，输出额定功率
PAO I aV
PBO IbV
PCO I cV 2 I aV 2 I bV PAO PBO
鉴于AO、BO为同相源， 故称为同相功率合成。
7.4
２．D端为反相功率合成端。当A、B两端输入等值反 相功率时，D端负载 RD上获得两输入功率的合成，而C端 负载 RC上无功率输出。
３．当C端和D端的负载RD、 C 间满足特定关系时， R
A、B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状 态变化或损坏时，不会影响另一端功率放大器的工作状 态，并维持其原输出功率。
1 1
图7.4.1为采 用7个功率增益 为2，最大输出 功率为10 W的高 频功放，利用功 率合成技术，可 以获得40W的功 率输出。
图7.4.1 功率合成与分配电路框图
其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二 合一的功率合成器。很显然，讨论功率合成技术，首 先应该讨论功率分配和功率合成网络。 7.4
图7.4.4（b）
当AO、BO两臂的信号源为反相源时，即Va Vb V
则 I b为负，因此
Ic 2I 0
传输线上无电
流，可将其开 路。
图7.4.4 功率合成网络
得到图7.4.4（C）所示等效电路。
I d I a I b ，d 2V V
AO、BO两臂上的两信 号源工作于匹配状态， 它们的输出功率为
RA RB ZC R
RC 1 R 2
RD 2 R
二．魔T网络的功能 1．功率合成
当 AO、BO上接有相同的信号源， a Vb V V
且内阻为R，见图7.4.4 所示。设各臂的电流方 向如图示，则有
Ia I Id
Ib I I d
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
Ib 反相地[见图7.4.6（a）中 I a 、 方向]分配给AO、BO臂
上的负载，CO 臂上无电流。 由电路 可知，当
RA RB R
图7.4.6 反相功率分配 时，由于电路 对称，必有 VC VO， 0 ，P 0 IC C
7.4.1
C端无输出。由于传输线上两电流相等，因此有
I I I C 0 ，传输线上无电流。可将传输线开路，
PAO I aV
PBO IbV
图7.4.4（C）
在 DD臂上得到合成功率，
输出功率为
PDO Vd I d 2VI d 2VI a 2VI b PAO PBO
鉴于AO、BO为反相源，故称为反相功率合成。
2．功率分配 同相分配：
若信号源接
在CO臂，见图 7.4.5（a）。其输 出功率同相地（见
管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
Ro 25
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通， 它们将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔T网 络 Tr 5 实现反相合成。
Tr 6 作为平衡转换为不平衡网络，将合成后的功率
信号以单端形式送至负载（ rA 50）天线。其中
各传输线变压器的特性阻抗应为
（2）相互无关条件。即N个功率放大器彼此是隔离 的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时，不影响其 余放大器工作，它们各自仍能够向负载提供自己的额定 功率。 （3）功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损 坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能
小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目M与额 定功率 P 的乘积，即MP 。
ZC1 20
ZC 2 10
ZC 3 ZC 4 5
ZC 5 25
ZC 6 50
反相功率合成电路的优点是：输出没有偶次谐波， 因此失真较小；输入电阻比单边工作时高，因而引线电 感的影响减小。 7.4.1
图7.4.8
同相功率合成电路举例
图7.4.8表示一个典型的同相功率合成器电路。由图知，
I a Ib I d
可见在规定的各臂阻值下，信 号源与负载匹配。信号源输出 的额定功率
PD I dV
AO、BO上获得反相等功率输出。
图7.4.6
反相功率分配
V V 1 PAO PBO I a Ib PD 2 2 2
7.4.1
7.4.2 功率合成电路介绍
始端电压与终端电压相等，即 Vca Vbc
所以有
Vb Va Vbc Vca 0
因此必有 ca Vbc 0 V 传输线上无电压。
图7.4.5 同相功率分配 可将传输线变压器的 A、B、C三个点短路，得到图7.4.5（b）电路。可见在 规定的各臂阻值条件下，信号源与负载匹配，
Tr 6为魔T混合网络。r1 同相功率分配网络，它的作用是 T
将C端的输入功率平均分配，供给A端与B端同相激励 为同相功率合成网络，它的作用是将两个晶体 功率。 Tr 6 管输至 A、B两端的功率在C端合成，供给负载。
Tr 2、 r 3与 Tr 4、 r 5 分别为 4 :1 与1：4阻抗变换器，它 T T
出端互相抵消）。
图7.4.5 同相功率分配
图中 I a、I b 方向，均流向地） 平均分配给AO、BO臂上的负载，DD臂上无电流。即CO 臂与DD臂相互隔离。
7.4.1
由电路可知，
当 RA RB R
时，电路对称，
Va Vb ，因而
图7.4.5
同相功率分配
I d 0 ，PD 0 ，D端无输出。而又已知传输线变压器的
I c I a Ib 2I a 2Ib
CO臂上信号源输出额定功率 PC I cV 2I aV 2IbV 而AO、BO上获得地同相等功率信号
VS2 1 PAO PBO I aV I bV PC 4R 2
7.4.1
反相分配： 信号源接在DD臂，见图7.4.6。其输出功率
图7.4.7是典型的反相功率合成原理电路。
图7.4.7
反相功率合成电路举例
7.4.1
内阻为 RS 20的信号源，以单端输入方式送入，经 Tr1 转换，将不平衡转变为平衡端，送入魔T网络 Tr 2 的平衡臂 DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
T Ri 2.5 ， r 3 和 Tr 4 两个 4 :1 阻抗变换器将 Rs变换为晶体