高功率微波发射技术在无线电广播中的应用研究

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:霍小红
[导读] 摘要:本文主要研究了无线电广播中高功率微波发射技术高功率微波发射技术的应用,首先简要概述了大功率微波传输技术,并对其应用系统进行了综合分析,然后讨论了高功率微波发射技术在无线电广播中的具体应用,最后对高功率微波技术的应用发展趋势展开了设想。
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        摘要:本文主要研究了无线电广播中高功率微波发射技术高功率微波发射技术的应用,首先简要概述了大功率微波传输技术,并对其应用系统进行了综合分析,然后讨论了高功率微波发射技术在无线电广播中的具体应用,最后对高功率微波技术的应用发展趋势展开了设想。
        关键词:高功率微波发射技术;无线电广播;应用;发展趋势
        引言
        高功率微波发射技术现已被应用在多个领域中,取得了很好的应用效果,其在无线电广播中的应用是典型应用例子,可以有效改善无线电信号传输功率不足、信号传输干扰大等现象,可以提高无线电广播传输功率,提高信号传输效果,确保无线电广播高效、稳定的运行。
        一、高功率微波发射技术概述
        高功率微波指的是峰值功率在100MW以上,工作频率在1GHz-300GHz范围内的无线电磁波,其主要特点就是平均功率值以及峰值功率较高[1]。高功率微波在应用发展过程中出现了很多微波发射或者微波传输技术,统称为高功率微波技术。高功率微波发射技术的核心是高功率微波,是基于高功率微波研究与应用而出现的一种新型信号发射技术,高功率微波发射技术应用在无线电广播中,需要借助高功率脉冲技术、强流电子束产生技术以及维持技术、高功率波元器件等,以此才能发挥出高功率微波发射技术的实际应用作用,推动无线电广播持续发展,为无线电广播发展奠定技术基础。
        二、高功率微波发射系统
        高功率微波与普通的微波之间具有很大的不同,主要特点就是平均工作频率与峰值功率较高,部门高功率微波甚至可到普通微波源峰值的四倍。高功率微波发射系统结构复杂,组成模块众多,主要有初级能源模块、脉冲功率系统模块、定向发射系统模块等,高功率微波源是高功率微波发射技术应用的前提保证,也是技术核心。脉冲功率系统可以保证高功率微波发射技术应用过程中保持稳定与安全的状态,提高技术应用水平与效果。与此之外,高功率微波定向发射系统的功率更高,脉冲更短,对天线的要求比较高,例如定向性要好,容量功率要大,同时需要进行快速扫描。
        三、高功率微波技术在无线电广播中的应用
        无线电广播在传输信号的过程中,会受到天气以及高层建筑物的遮挡影响,会使得传输中的信号出现耗损,信息也会出现失真现象。在影响无线电广播信号传输的因素中,微波发射功率以及天线系统起到了重要作用,传统的天线系统在传输高功率微波的时候,会导致传输信号被大幅度减弱,导致发射系统发射出去的信号能量与接受到的信号能量出现较大的数据误差,使得无线广播效果变差。所以,在无线电广播中应用高功率微波技术的同时,要着重注意到功率放大组件以及新型天线系统的应用,提高微波信号传输功率,增强信号传输,进而保证无线电广播信号传输的准确性与可靠性[2]。
        (一)功率放大组件的应用
        随着我国半导体技术的不断发展与广泛应用,各种新型的材料被应用到微波功率放大组件上,即微波放大器,例如砷化镓材料等。砷化镓与传统的微波放大器材料相比,其工作频段应该在250GHz左右,并且其在运行过程中产生的工作噪声很小,击穿电压很高,是目前微波放大器的主要结构材料。同时,砷化镓材料在无线通信领域中的应用也十分广泛,例如卫星通信和蜂窝无线通信等,在一些对信号质量要求很高的情况下,还可以使用双极性微波放大器,以此满足无线电广播对信号保真传输的实际需求。


        目前,我国很多无线电广播中都在使用砷化镓材料制成的微波功率放大器,无线电广播电频段的发射功率得到了很大幅度的提升,逐渐替代了传统的硅无极性功率倍增组件。通过实践应用可以明确的得知,在无线电广播中应用高功率微波技术中的功率放大组件,可以使得无线电广播的发射功率得到显著提升,同时功率放大组件的应用还可以在直流功耗方面起到优化作用,将直流工作电压降低,将直流工作电流控制在250mA左右,从而使得无线电广播的工作能耗得到了有效降低,经济效益更好[3]。另外,在应用功率放大组间以后,无线电广播发射的信号具有了很强的抗干扰性,信号失真问题得到了有效解决。
        (二)天线的应用
        高功率微波技术在无线电广播中的应用除了要重视功率放大组件的应用以外,还需要加强对新型天线系统的应用,进一步提高无线电广播的信号传输效果。高功率微波技术应用在无线电广播中可以对天线的应用效益进行提升,从而改善无线电广播实际的信号传输效果。天线在无线电广播信号传输中起到了不可替代的作用,同时它也是高功率微波技术应用过程中的一个重要结构,如果高功率微波技术应用的过程中没有了天线的帮助与支持,那么无线电广播的信号传输就无法高效、通畅的完成任务。在无线电广播信号传输的工作中,其工作原理就是利用高功率微波发射源产生信号,并通过微波信号放大器对其进行放大,最后通过天线将放大后的信号传输出去,被用户终端接收并转化为相关信息内容。
        无线电广播信号传输应用的天线在传输信号的过程中,会很多很多因素的影响,诸如天气情况、高层楼房等高大遮挡物,从而会导致回波耗损的问题发生。因此,在无线电广播中应用高功率微波技术时,要应用新型的天线系统,通过降低回波耗损率的方式去有效控制回波损耗的问题。同时,还可以采用降低旁瓣电平的方式将微波能量聚集在需要的频段中,从而不高高功率微波的发射功率,减少工作噪音,降低杂波对发射信号的影响。无线电广播中的天线系统应用还需要与功率放大组件的应用联合起来,进一步提高实际发射功率,降低信号传输中产生的耗损,从而保证无线电广播正常工作,提高有关企业的经济效益。
        四、高功率微波技术未来应用发展趋势展望
        传统的无线电广播信号传输模式为模拟信号传输,不仅发射功率低、传输信号耗损大,而是失真情况严重,工作成本较高。因此,在无线电广播未来的发展进程中,要灵活、科学的应用高功率微波技术,除了功率放大组件与天线的联合应用以外,还要在无线电广播中应用更多的先进科学技术,例如数字微波设备与技术,提高高功率微波发射系统与天线系统的电性能数据。数字微波设备与技术在无线电广播中的应用可以起到很好的微波发射与接受作用,并利用数字调制解调信号提高传输工作的稳定性,将信号失真率控制在一定范围内,减少信号传输耗损,从而保证无线电广播的正常工作。高功率微波技术在无线电广播中的应用具有良好的应用前景,并且会在更多的领域得到应用,促进我国现代化建设快速发展。
        总之,高功率微波技术在无线电广播中的应用是现代化科学技术发展的必然趋势,有关工作人员要明确高功率微波技术的应用原理,认识到其应用特点与优势,并加大对功率放大组件以及天线等重视程度,加大研究力度,进一步提高高功率微波技术应用效果,为无线电广播提供良好的技术支持。
        参考文献:
        [1]赵宇.高功率微波发射技术在无线电广播中的应用[J].黑龙江科技信息,2015,(16):67.
        [2]田鹏.无线电广播中高功率微波发射技术的应用探析[J].硅谷,2015,(3):110-110,113.
        [3]李云龙.高功率微波及其在无线电广播中的应用研究[J].通讯世界,2015,(12):87-87.
        作者简介:
        霍小红(1975-)女,汉族,甘肃省白银市人,大专学历,研究方向:微波传输。
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