微波發射機

微波發射機分為單頻道發射機、寬頻帶發射機兩種。

它們各有其適用範圍，可根據需要選用。微波發射機安裝在室內，也可置於天線塔上以減小連線饋線的損耗。發射機內置下變頻器，可監測運行狀態、故障自診斷。

基本介紹

• 中文名：微波發射機
• 外文名：Microwave transmitter
• 分類：單頻道發射機、寬頻帶發射機
• 定義：可監測運行狀態、故障自診斷
• 系統：計算機
• 套用學科：計算機技術

單頻道發射機

單頻道發射機根據圖像和伴音是否分開處理分為雙通道方式和單通道方式，以雙通道為例，單頻道發射機由中頻調製器、上變頻器、前置放大器、功率放大器、A/V雙工器和頻道合成器組成。輸入的視頻(V)、音頻信號(A)，需要先進行調製變為中頻信號38MHz．再上變頻為微波信號。通過前置放大，驅動功率放大器輸出額定功率，這些放大器都應處於線性工作狀態或準線性工作狀態，伴音和圖像分開輸出，輸出的微波伴音功率要遠小於微波圖像功率，各個頻道圖像和伴音需經雙工器合成1路後才送入頻道合成器。

中頻調製器

與一般中頻調製器不同，MMDS用中頻調製器的本振是1個高穩定晶體振盪器作為基準的頻率鎖相器，以便實現±2/3行頻偏置運用。其他很多技術指標也優於一般中頻調製器。

圖像通道包括視頻處理、調幅度指示、中頻AM調製、相位和振幅非線性校正、群時延均衡、自動電乾控制電路，具有視頻加擾、中頻加擾接口。伴音通道包括音頻處理、伴音調頻、上變頻到中頻、手動和自動伴音電平控制、頻偏指示電路。

MMDS用中頻調製器與一般中頻調製器相比，其特點有：

(1)圖像和伴音的ALC取樣信號來自微波放大器輸出，因此可大大減小溫度變化等因素造成的輸出功率不穩定現象。

(2)由於微波頻道濾波器和合成器通帶很窄，通帶兩側上升沿不對稱，因此先在中頻部分來進行群時延均衡。

(3)微波發射機的功率放大器處於線性工作狀態，不需要非線性預失真校正。但是，在中頻調製器內作一些輔助性的相位和振幅非線性校正還是必要的，如黑電平擴張、同步信號的相位微調等。

(4)具有完善的視頻處理功能，包括鉗位、輸入共模抑制、同步電子壓縮或擴張、白電平限幅等。

上變頻器

MMDS發射機用的雙通道式上變頻器由雙平衡混頻器、頻道濾波器、頻率鎖相振盪器、高穩定本振、倍頻器、放大器等組成。

MMDS發射機用的上變頻器相位噪聲必須很低。一般模擬電視用上變頻器的相位噪聲為一85dBc/Hz(偏離載頻10kHz)，數字用上變頻器的相位噪聲為一95dBc/Hz(偏離載頻10kHz)。MMDS發射機用的上變頻器則要求相位噪聲為一100dBc/Hz(偏離載頻10kHz)，數字發射機用上變頻器的相位噪聲為一110dBc/Hz(偏離載頻10kHz)。

當需要精密頻率偏置時，基準頻率穩定度應達到 ，以滿足士1Hz的要求。一般情況下，基準頻率穩定度應達到 ，以滿足±500Hz的要求。

為了抑制本振泄漏和非線性失真產物，頻道濾波器是一個高選擇性的多腔帶通濾波器。

微波功率放大器

微波功率放大器常常採用積木化結構，通過幾種模組(例如l、5、10、25、50W,5種模組)的組合來實現各個檔次輸出功率。圖(a)為20W功率放大器，圖像通道由1W模組(增益大約26dB)和25W模組(增益大約20dB)組成，可輸出圖像功率20W；伴音通道由5W模組(增益大約37dB)組成，輸出伴音功率2W。圖(b)為50W功率放大器，圖像通道由1W模組和50W模組(增益大約18dB)組成，可輸出圖像功率50W；伴音通道由5W模組組成，輸出伴音功率5W。

圖像通道末級功率放大器之後的隔離器能防止其他頻道由於頻道合成器隔離度不良而串人的干擾，並且提供一定的負載失配保護作用。

功率放大器最主要的問題是超線性設計，以解決大輸出功率和微分增益、微分相位等非線性指標的矛盾，即既要輸出功率在IdB壓縮點以下留有餘量，又要保證非線性指標滿足要求。在小於某個輸入功率的範圍內，放大器增益是恆定值，輸出輸入特性曲線是線性的。當輸入功率繼續增加時，進入準線性區及飽和區，此時，增益開始下降並且產生非線性失真。為了說明放大器進入非線性區的程度，定義增益G下降1dB的增益G’叫做"1db壓縮點增益”，與其對應的輸出功率叫做“1dB壓縮點輸出功率PldB"。

微波頻道合成器

微波頻道合成器用來將各個單頻道發射機的輸出混合成1路，再經過饋線傳輸至發射天線。

微波頻道合成器有兩種，1種適用於非鄰頻系統，1種適用於鄰頻系統。前者又分為兩類：第l類由微帶濾波器構成，其體積小，價格便宜，通過功率較小，插入損耗較大，隔離度較差。第2類由波導定向濾波器構成，其體積較大，這類波導定向濾波器可構成16路頻道合成器。

鄰頻系統頻道合成器由波導定向濾波器構成，形狀與非鄰頻系統採用的波導定向濾波器相似，其高度增加到大約28英寸。在技術指標方面，插入損耗和相互隔離度比非鄰頻系統採用的波導定向濾波器稍差，其餘指標類似，這類波導定向濾波器可構成31路頻道合成器。

寬頻帶發射機

由CATV前端來的電視頻道信號經發射機的輸入連線埠進入前置放大器，其輸出經電調衰減器後自動調節到合適的電平，再與本振信號在微波雙平衡混頻器中混頻，混頻輸出中有多種頻率信號，經過同軸帶通濾波器取出載頻並且經過帶阻濾波器抑制泄漏的本振信號，微波載頻由多級低噪聲場效應電晶體放大器放大，最後通過環形器與天饋系統連線。

本振由高穩定晶體振盪器、鎖相頻率合成器和倍頻器組成。晶體振盪器裝在恆溫箱內，具有長期高穩定度，也可以外接參考頻率，多為10MHz，供精密頻率鎖相用。混頻器為雙平衡式，可抑制諧波分量和本振泄漏。寬頻帶發射機內的混頻器(上變頻器)與雙通道方式的上變頻器相比，比較簡單、便宜。

同軸帶通濾波器具有高品質因數、低駐波比和低插入損耗。環形器為末級功放失配時提供保護作用。

寬頻帶發射機內所有的放大器都是寬頻的、模組式的，為了使它們都處於線性工作狀態，一般是1隻電晶體激勵2隻電晶體，2隻電晶體激勵4隻電晶體，依此類推。

監測電路由輸出端耦合出一部分信號，下變頻獲得電視射頻信號。這個內置於發射機的電路單元可以直接在射頻頻段上測試發射機輸出信號的技術參數，監測電路還可以對各種直流參數以及晶體參考頻率進行測量。

發射機到發射天線之間的饋線為橢圓形波導(如EM一20和BT一26型)或空氣介質電纜、泡沫介質電纜，它們都要加壓驅潮。發射機結構多為19英寸標準機箱，1個機箱可裝多個單元。

微波發射機選擇要點

(1)採用砷化鎵金屬場效應放大器(GaAsMESFET)的發射機性能優於雙極電晶體(BJT)放大器，功率放大器必須處於線性放大工作狀態，最好不要預失真補償電路。

(2)實際使用的發射機功率留有適當餘量，如比1dB壓縮輸出功率還可低1dB。發射機功率有l、5、10、20、50、100W等多種，選用哪種功率應根據服務區範圍決定。由於微波視距的限制，發射機功率太大是不必要的。

(3)具有中頻加擾接口，能與通用的加/解擾系統連線。

(4)單頻道發射機雙通道方式的非線性失真要優於單通道方式。

(5)注意發射機內本振和上變頻器質量，要求本振的相位噪聲低，諧波分量和泄漏小，穩定度高，精密頻率偏置要求更高。

(6)選擇單頻道發射機或寬頻帶發射機主要根據頻道配置和成本。

1、從頻道配置要求來選擇：如果要求連續的相鄰頻道配置，可選用寬頻帶發射機。

2、從投資大小來選擇：在傳輸同樣頻道數情況下，寬頻帶發射機投資比單頻道發射機小：寬頻帶發射機容易作到室外安裝，即安裝在發射塔上。因此，比室內安裝省去了波導、接頭的投資，同時也減小了損耗l~3dB，相當於發射功率增加。

(7)在更換器件容易、測試方便和散熱良好條件下，模組積木化和小型化。

(8)除了具有完善的監測和告警電路外，還應有保護電路和備份，如天線故障保護、電源保護和備份。

(9)易於功能擴展，如數字壓縮、遙控。

(10)可靠性高(MTBF大於10萬小時)。