发射技术独特的长波发射机
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【关键词】海事通讯;中波机;长波机;丁类放大;调制;PTAM
长波机工作频率在405～535kHz，在此频率段上对于我们普通人是十分陌生的，因为民用的无线电工作频率没有在此频段，但对于军用和国家来说这一频段却是非常宝贵的。目前这一频段的长波机广泛用于我国的海事通讯，日本在20年前已广泛使用此频段用于海上通讯。
我国现正在大力开发自己的长波机，本人作为技术人员想把日本的长波机技术上的先进性介绍给大家。
虽然我国不缺乏从事中波的人，并且长波波段离中波波段非常接近，但是长波机却在调制方式上有着本质区别。
我重点想把长波机功放的先进性介绍给大家。
像目前普遍使用的功放管一样，长波机也使用的是cmos功放管。相对以前的电子管，它由于功率采用多模块合成，比电子管只有一个末级的情况来说停播的可能性更小，并且功放工作在DC250V下，相对电子管的几千～几万伏的直流高压机器安全性，人员安全性更有保障。那么它与现在的调频电视类的功放，中波类的功放相比，其功放工作的状态又是否一样呢？这是我提出观点的中心要说明的。
理论上调频电视类的甲乙类放大状态下的推拉式功放电路是可以胜任包括中波段的功率放大的，但是由于甲乙类放大的效率很低，为了提高效率，中波让功放工作在丁类放大状态下。因为功放处在丁类状态下，功放基本处于饱和导通或完全截止状态下，所以中波机的激励信号放大后作末级功放的栅极推动电压时必须达到使功放管饱和导通的幅度，也就是说激励信号必须达到一定幅值，并且在达到饱和区后，即使激励幅度增加，但是输出功率却基本不变了，幅度再大也毫无意义。这样一来，每个功放模块的功率输出会有不随激励幅度变化而变化的过程。这样用户要求的调幅类调制信号是不能直接通过激励信号调幅后当末级功放的栅极推动的，末级功放不可能无失真地放大输出。激励信号不是最终要求的已调制信号。但对于调频电视类的功放，它们的激励信号却是完整的已调制信号，把它们加在天线上直接发射出去，用户是可以接收到节目的，只是由于功率是激励信号的弱功率，只能近距离收听。
由于功放管工作状态的区别，中波的调制方式有：
（1）改变末级供电电压实现幅度调制的方法。
（2）改变功放工作模块数量实现幅度调制的方法，但是功放数量的骤变会在幅值上看到突跳。
以上是两种广泛用于中波广播的调制方式。长波机理论上如果以中波的丁类放大方式工作，效率也会很高，但是由于中波的调制方式只可能产生双边带的调制信号，这对相对狭小的长波频率资源无疑是巨大的浪费。因为中波有1M的频域，而长波机只有130kHz的频域。所以长波机还采用了MCW（ssb单边带调制）的模式，而这种方式用中波的丁类放大模式下的功放模块是无法实现放大的。因为调幅类调制信号是不能直接通过推动丁类放大状态下的功放管无失真地放大输出的。顺便提下长波机的用途，因为波段频率过低，整个长波波段频带又很窄，所以其携带的调制信号频率也很低，也就是单位时间能加载其上的信息带宽非常有限，甚至以音频信号10kHz的标准带宽来说也是对长波极大的频带占用。长波被划分为0.1kHz为一个频道，多用频率很低的数字信号来调制长波，如：FSK频移键控调制模式，CW模式，MCW（DSB/SSB双/单边带调制）模式，它们并不是用来发射音频信号的，而是需要机器解码的数字信号，且其传输速率远低于普通网线的传输速度，例如发送电报等信息。
图a
日本的JRC激励器为了提高功放在长波段的工作效率，采用了一种叫相幅调制（PTAM）方法。此方法在短波段的海事局的发射机上并未使用，可能是因为频率高的功放工作在丁类放大状态容易损坏，并且因为频率过高，实现调相的方法比较困难，短波段的机器是工作在甲乙类状态下的。JRC短波段的机器虽然从调制方式上与长波段的机器是完全一致的，但是PTAM方法应只在长波段出现。因为曾有人说短波段的激励器输出信号可通过天线发射后接收到发射信号，与调频电视发射机的激励器一致，它们使用完整的已调制射频信号作放大管的激励推动的。PTAM的秘密在于激励器发射的并不是完整的调制信号，而是两路已调制的调相信号，它们的幅度不变，但是相位会随着发射信号不断变化。此分析海事局的同志应一看即明。激励出来的两路信号幅度不变正是为了保证末级功放工作在丁类状态。两路信号经过末级功放放大后需再合成一次才能实现最终完整的已调制射频信号。如果两路功放有一路功率偏小也会影响发射信号的失真度。假设激励器出来的两路射频信号一路为A，另一路为B，A路与B路各经过2个模块放大合成为X，B路与A路也必须各经过2个模块放大合成为Y，且X与Y正常应是等幅同相的，且A与B相位差随着调制信号的变化而变化，这样机器才能将最终大功率的完整信号合成出来，如图a所示。
图b所示就PTAM的调制方式以抽象的方法予以说明，图a中的A与B信号相当于图b中的C与D信号的波形。PTAM调制方法的好处是使用了尽可能少的丁类放大的功放模块，完成可能是单边带的调制。
图b
图a合成的好处在于信号经过交叉放大与合成时，如果有一模块损坏了，在X路或Y路仍存在有效信号，不会出现X路与Y路完全是未经调制的信号去合成。