11. Перспективы развития техники

РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ [2]

Возможности компьютерных технологий проектирования, широкий спектр современных мощных радиочастотных компонентов различных фирм позволяют реализовать радиопередающие устройства в твердотельном исполнении любых диапазонов частот (от сотен килогерц до десятков гигагерц) и уровней мощности (от десятков милливатт до десятков киловатт) различного назначения.

В диапазоне высоких частот (ВЧ) развита профессиональная радиосвязь на большие расстояния, любительская радиосвязь и радиовещание. Требуемые уровни мощности радиопередающих устройств определяются условиями распространения радиоволн, необходимой дальностью связи, эффективностью антенн и составляют обычно от десятков ватт до десятков киловатт. Виды излучения  телеграфия и телефония с амплитудной или однополосной модуляцией в ряде случаев накладывают достаточно жесткие требования к линейности характеристик радиопередатчиков.

Выпускаемый фирмами ряд транзисторов диапазона ВЧ как биполярных, так и полевых, предназначенных для работы с различными напряжениями питания и достигающих выходной мощности до 600 Вт на один прибор, позволяет успешно решать все требуемые задачи данного диапазона с учетом линейности и необходимой в большинстве случаев широкополосности. Большие уровни выходной мощности реализуются посредством сложения мощностей нескольких двухтактных широкополосных ячеек с помощью широкополосных трансформаторов на длинных линиях.

Учитывая большие перспективы развития сети маломощных (сотни ватт - единицы киловатт) средневолновых радиовещательных передатчиков, а также переход на однополосное вещание с возможностью передачи стереофонического сигнала на двух боковых полосах, определенный интерес представляет использование мощных полевых транзисторов диапазона ВЧ в ключевом режиме работы, характеризующемся высоким КПД и позволяющим существенно улучшить массогабаритные характеристики радиопередатчиков. В этом случае для формирования AM или ОБП сигнала передатчик может строиться по методу раздельного усиления с применением в модуляционном тракте высокоэффективного ШИМ усилителя или использовать цифровые методы формирования огибающей.

Отдельно следует выделить гражданский диапазон 27 МГц, широко использующийся во всем мире для частной радиосвязи и разрешенный для использования в России. Имея ввиду недостаточную развитость инфраструктуры связи во многих удаленных регионах, он имеет особое значение в силу дешевизны оборудования и простоты его развертывания. Особенностями применения транзисторов в этом диапазоне являются частотная (реже амплитудная) модуляция (не требуется высокая линейность модуляционной характеристики), относительно низкое напряжение питания (12,5 В) и возможность надежно работать в условиях сильного рассогласования нагрузки, возникающего из-за непрофессиональной эксплуатации.

Также следует отметить нижнюю часть диапазона очень высоких частот (ОВЧ), а именно участок 33 – 50 МГц, в котором работают многие местные службы и который в настоящее время переживает этап замены существующего устаревшего парка оборудования. Основные требования к транзисторам этого диапазона те же, что и в гражданском диапазоне, за исключением более высокой рабочей частоты. В усилителях мощности базовых станций этого диапазона также можно использовать и полевые транзисторы, имеющие допустимые рабочие частоты 80 – 175 МГц.

В диапазоне ОВЧ в России работают службы радиовещания, телевизионного вещания, службы профессиональной радиосвязи и системы персонального радиовызова.

Радиовещание с частотной модуляцией в диапазонах 66...74 МГц и 100…108 МГц в настоящее время переживает этап бурного развития вследствие возможности получения лицензий на вещание коммерческими организациями и открытия большого числа местных частных радиовещательных станций.

Радиопередающие устройства этих станций работают с частотной модуляцией с мощностью от сотен ватт до единиц киловатт и, как правило, выполняются полностью на транзисторах по широкополосным схемам.

Особо следует отметить сдвоенные полевые транзисторы для построения двухтактных схем, в которых минимизирована паразитная индуктивность общего истокового вывода. Это позволяет увеличить усиление и облегчает задачу широкополосного согласования.

Выпускается также и ряд биполярных транзисторов с выходной мощностью до 75…100 Вт при напряжении питания 12,5...28 В с встроенными цепями согласования для широкополосного усиления.

Производится широкая номенклатура гибридных усилителей мощности диапазона телевизионного вещания и систем кабельного ТВ, а также базовых станций систем персонального радиовызова и транкинговых систем радиосвязи.

Для абонентских станций систем подвижной радиосвязи, включая транкинговые системы, целесообразно использовать интегральные широкополосные усилители мощности, имеющие входное и выходное сопротивление 50 Ом, малые габариты, и требующие для включения минимум внешних элементов

В диапазоне ультравысоких частот (УВЧ) широко представлены службы телевизионного вещания (дециметровые каналы), бурно развивающиеся системы сотовой связи различных стандартов (NMT, DAMPS, GSM, CDMA и т.д.), системы беспроводной связи (СТ-2, DECT), беспроводные сети связи для высокоскоростной передачи данных, а также службы профессиональной радиосвязи и системы персонального радиовызова.

Для усилителей мощности радиопередатчиков диапазона УВЧ, работающих с постоянной амплитудой сигнала, выпускается широкий ряд биполярных и полевых транзисторов.

Также выпускается ряд импульсных транзисторов диапазона 960 – – 1215 МГц с выходными мощностями до 500 Вт и ряд линейных транзисторов для усилителей мощности телевизионных передатчиков и базовых станций сетей персональной радиосвязи с выходными мощностями до 100 Вт (860 МГц) и до 30 Вт (1880 МГц).

Для абонентских станций систем подвижной радиосвязи, включая транкинговые и сотовые системы некоторых стандартов, целесообразно аналогично диапазону ОВЧ, использовать интегральные широкополосные усилители мощности.

Для абонентских терминалов цифровых сотовых систем связи, в том числе стандарта GSM, производятся линейные интегральные усилители мощности, работающие в классе АВ.

Производится также ряд линейных сверхширокополосных интегральных усилителей мощности для телевизионных передатчиков эфирного и кабельного вещания, обладающих высокой линейностью при больших уровнях выходной мощности.

Перспективы развития техники радиопередающих устройств различного назначения, в том числе в системах подвижной радиосвязи, во многом определяются номенклатурой современных мощных транзисторов и модульных усилителей мощности, а также возможностями информационных технологий, применяемых для их проектирования.