中波的发射与接收

中波的发射与接收一、中波的定义中波是指频率为300kHz～3MHz的无线电波，中波的频段范围是526.5KHz～1606.5KHz，其波长为575～187m，频带间隔9KHz。中波广播(MW:MediumWave)采用了调幅(AmplitudeModulation)的方式。在不知不觉中，MW与AM之间就划上了等号，实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播，像在高频(3～30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM，甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116～136MHz)也是采用AM的方式，只是我们日常所说的AM广播只是中波广播的调制形式而已。二、中波的传播特点中波广播主要通过地面波传送，中波广播晚上还可通过空间电离层反射（天波）传播。传播特点存在衰落现象，场强有明显的日变化和年变化，易受太阳活动电离层暴（日凌）影响。无线电波碰到导体时，就会在导体中产生感应电流，从而损耗掉一部分能量，这种使电波能量变弱的现象，叫做对电波的吸收。大地是导体，对中波的吸收较强，故以地波形式传播的中波传播不远(约二三百公里)。白天，由于阳光照射，电离层密度增大，使电离层变成良导体，致使以天波形式传播的一小部分中波进入电离层就被强烈吸收，难于返回地面，加之以地波形式传播的中波又被大地吸收而传播不远，于是就造成白天难以收到远处的中波电台。到了夜间，大气不再受阳光照射，电离层中的电子和离子相互复合而显著增加，故电离层变薄，密度变小，导电性能变差，对电波的吸收作用也大大减弱，这时，中波就可以通过天波途径，传送到较远的地方，于是夜间收到的中波电台就多了。三、中波广播的发展历程中波广播技术发明于20世纪20年代，距今已有近100年的历史。中波广播发展的过程，可以说是提高中波广播发射机效率和可靠性的过程。经过近100年的发展，中波发射机的效率从40%提高到近90%，极大地降低了中波发射机的日常维护费用，发射机的可靠性得到极大的提高，停播率大大降低，基本上满足了不间断、高质量播出的要求。（一）按时间发展阶段算，中波广播经历的四个阶段：1.起步阶段；2.因二次世界大战而造成的停滞阶段；3.二次世界大战后的恢复和技术基础准备阶段；4.20世纪70年代的快速发展阶段。图2.2.1中波夜间电离层传播示意图（二）按发射机类型发展算，经历了三个阶段：1.电子管中波广播发射机；2.晶体管加陶瓷管中波广播发射机；3.全固态数字式调幅中波广播发射机。最早期的是全电子管的中波发射机，它采用的技术是在发射机的末级直接进行栅极调制。由于受当时技术条件限制，使得中波发射机的设备庞大，效率很低（40%以下）。广播质量不高，但播出的成本却非常高，到了上世纪七八十年代，随着半导体晶体管和陶瓷管的发展和普及，中波广播发射机在小信号处理上实现了晶体管化，而在末级使用大功率陶瓷对管对调幅波进行放大发送，大大减少了中波发射的重量和体积，发射效率也有很大的提高（60%）。八十年代初，中波广播采用了先进的脉宽调制技术，去掉了原发射机中庞大的调幅变压器，使中波发射机的效率又有大幅度提高，音频指标也有新的突破。到了九十年代，随着晶体管制造技术的日趋成熟和大功率半导体器件的出现，全固态数字式调幅广播发射机应运而生，并引领了调幅广播技术变革的一大革命。所谓全固态是指发射机对信号的处理、放大和调幅发送均采用集成电路和半导体器件。数字调制是指将连续的模拟信号转换为数字式开关脉冲信号，用脉冲数字信号去控制发射机末级模块的开通和关闭，以达到调幅的目的，整个处理过程都是在脉冲开关状态。基于上述原因，全固态数字调幅中波发射机具有音频指标好、效率高（80%以上）、体积小、重量轻、保护功能完善、操作方便的特点。（三）按发射机调制技术的变革过程算，可分为八个阶段1.乙类屏调机（AM）2.脉冲宽度调制（PDM）3.脉冲阶梯调制（PSM）4.顺序阶梯调制（SSM）5.单边带调制（SSB）6.数字调制（DM）7.幅相调制（APM）8.数字直接调制（DRM）四、中波广播的优势（一）方便性现在的收音机设计的越来越小巧，可以随身携带,收听的形式多种多样，司机和乘客可以在开车和坐车的时候收听；行人可以在走路的时候收听；农民可以在干活的时候收听等等。（二）易于被不同群体接受广播的受众不受文化程度限制，适合各层次的人群，尤其是文化程度偏低和视力障碍的群体，要想针对他们发挥广播的告知与说服功能，广播理所当然是最好的媒体。在创意设计方面注重口语化，可以令听众产生亲切感，朗朗上口，容易接受。（三）感染力强广播靠声音传播，能够突破时空界限，它能给听众无限的想象空间，这也正是广播的魅力所在。广播的特色正是刺激人的听觉器官，帮助收听者产生联想，容易撩拨人的心弦，煽动人的情绪。（四）广播的制作与广告成本低，自身发展有保障广播的广告制作成本低，时间内容信息量大，收费标准低，是当今最经济实惠的广告媒体之一。五、中波广播的发展方向（一）实行中小功率布网式建站发射机体积小，重量轻。使用新型小天线，占地面积小，选点容易、灵活、方便。合理选点布网，实行同步广播。（二）信号源传输多样化微波、FM、卫星及光纤网信号传输，为中波广播提供可靠的高质量信号源，确保信号源不会中断。（三）逐步实现异地遥测遥控功能发射机具备计算机接口，并可通过计算机网络进行远程监控，真正能做到有人留守，无人值班。（四）传播媒介更趋丰富多彩数字音频广播和DRM技术的应用，使新型广播的普及成为可能，以后的广播不单单是发射音频信息，而是能发射包括声音、视频、图片等多种业务在内的数字移动多媒体广播，可供手机、个人数字助理等终端设备直接收听、收看。（五）传播范围广中波广播覆盖面广，接收设备费用小，很多偏远的地方都能覆盖到。中波广播人口覆盖率超过95%，是世界上广播覆盖人口最多的宣传媒介。广播在重大事件中发挥了不可替代的作用，比如在汶川特大地震后，灾区无法与外界进行信息沟通的紧急情况下，广播在危难之地发挥了巨大的作用。图2.2.2中波覆盖特点（六）传播及时广播节目和广告传播速度快，无论你身在何地，只要打开收音机，广播节目和广告就可以立即收到，广播的这种即时性是其他媒介所无法取代的。六、中波的调制与发射（一）调制在无线电技术里，把音频信号（或其它低频信号）加载到高频无线电波的过程叫作调制。（二）调制的原因调制是广播发射技术中最重要的一种技术，由于音频信号频率较低，如果直接发射，需要很长的发射天线和很大的发射功率，而且音频信号（20Hz～20KHz）不固定,这样一来，接收端也无法区分各个频道的节目，所以很难直接发射音频信号，必须借助固定的高频电磁波（载波）进行传播。通常在发送端对信号进行调制，在接收端再进行解调，获得我们需要的音频信号和信息。（三）调制波的概念等幅波：没有加载音频信号（或其它低频信号）的无线电波称为等幅波。调制波：加载音频信号以后的无线电波叫作调制波。调制信号：用来调制载波的音频信号也叫作调制信号。等幅波调制信号调制波图2.2.3调制前后波形图（四）调幅与调频调幅：是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化。调幅的优点是传播距离远，覆盖面大，电路相对简单。缺点是传送音频频带窄（200Hz-2500Hz），高音缺乏，传播中易受干扰，噪声大。调频：是使载波的频率按照调制信号幅值的改变规律而改变。调频的优点是：传送音频频带较宽（100Hz—5KHz），适宜于高保真音乐广播。抗干扰性强，内设限幅器除去幅度干扰，应用范围广，用于多种信息传递。可实现立体声广播。缺点是传播衰减大，覆盖范围小。（五）中波广播的发射过程从高频振荡器来的等幅高频波与音频信号在调制电路里完成调制，调制后的包络信号经高频放大器放大，通过阻抗匹配网络发送到天线。图2.2.4中波广播发射框图七、中波广播的接收与解调中波广播接收机的作用：有三个：选台、解调和还原。选台：将高频调幅波通过由线圈和可变电容组成的调谐回路选频电路接受下来的过程称为选台。解调：从含有音频成分的已调制包络信号中，恢复音频信号的过程称为解调。调幅信号是一个高频信号承载一个低频