导语

中短波(AM/SW)广播发射机历经百年发展，近年来在固态化浪潮、数字广播标准普及以及运维成本压力的三重驱动下，迎来了一轮深刻的技术变革。本文以Nautel、Ampegon、GatesAir 和 Thomson Broadcast 四家主要制造商为研究对象，系统梳理其在 2021—2026 年间(必要时追溯更早的技术源流)于发射机架构设计、功率器件、调制与信号处理算法、节能控制方法，以及运维管理流程等领域引入的关键新技术。文章在各技术专题中对不同厂商的技术路线进行横向比较，评析各自的优势与局限，以期为行业研究者和工程师提供有参考价值的技术视图。

MDCL 节能算法：年省百万的软件技术

6.1 MDCL 的物理基础与历史起源

调制相关载波电平(Modulation-Dependent Carrier Level，MDCL)节能技术的思想可以追溯至 1930 年代。AM 调幅的基本功率关系为：

其中m为调制指数(0~1)，P载波为未调制时的载波功率。由此可见，在没有音频信号(m=0)时，发射机仍在以全功率消耗电能发射纯载波，而这一载波对接收端几乎没有有效信息价值。

MDCL 的核心思想是：在音频调制度较低或无音频信号时，动态降低发射机的载波功率，从而减少电能消耗；而在音频活跃时恢复至正常功率，保证有效覆盖范围不受影响。现代 MDCL 的大规模商用得益于数字控制技术的成熟，约从 2010 年代开始由各大发射机厂商正式集成于产品中，并于 2011 年获得 FCC 批准在美国 AM 电台使用，2016 年进一步扩大至无需个案申请豁免即可部署。

6.2 三种主流 MDCL 算法详解

目前商用发射机中实现的 MDCL 算法主要有三种，它们在节能机制上有本质区别：

(1)动态载波控制(DCC，Dynamic Carrier Control)

DCC 是最早期也最直接的算法：监测音频输入电平，当音频幅度低于设定阈值时按比例降低载波功率；当音频电平较高时恢复至额定载波功率。主要在话音信号的停顿间隙(沉默段)节能，对音乐节目效果有限，适合以新闻、谈话节目为主的频率。

(2)幅度调制压扩(AMC，Amplitude Modulation Companding)

AMC 由 BBC 研发，其节能逻辑与 DCC 相反，更为精妙：在大调制深度(音频电平高)时降低载波功率，在小调制深度(音频电平低)时维持甚至略提高载波功率。物理依据是：当调制指数m大时，边带功率已较大，此时降低
Pc对接收端信噪比影响最小，而低调制时维持Pc保证了远场弱信号覆盖。对音乐节目尤为有效，可降低平均功耗 20~30%。

(3)动态幅度调制(DAM，Dynamic Amplitude Modulation)

DAM 是 DCC 的改进版本，同时调节载波功率和调制深度，使调制百分比在功率降低时保持基本不变，对接收端的影响最小(AGC 稳定性最好)，适合对接收质量要求较高的场景。

MDCL 三种算法波形对比：DCC 载波跟随音频、AMC 逆向载波控制、DAM 调制深度联动

6.3 各厂商实现对比

Nautel 将 MDCL 作为预装免费软件的商业决策在短期内可能损失了一定收益，但建立了显著的技术口碑，尤其在北美市场形成差异化优势。

6.4 经济效益量化

以一台运营中的 50 kW AM 发射机为例，保守估算 MDCL 的年经济价值：

对于 500 kW 大功率中波发射机，年节省金额可达 100 万元人民币以上。而对于正在研究 AM→DRM 切换的广播机构，Ampegon 的 DRM模式最高节能 40%的数据更具吸引力——相当于以广播格式升级同步实现能效革命。

DRM 数字广播的技术兼容性

7.1 DRM 对发射机的技术要求

DRM(Digital Radio Mondiale)是 ITU 认可的 30 MHz 以下数字广播国际标准，采用OFDM 正交频分复用调制，其信号特征与模拟 AM 截然不同：

•高峰均功率比(PAPR)： DRM 信号的 PAPR 可达 10~13 dB，意味着发射机瞬时峰值功率远高于平均功率，对功率放大器线性工作区要求极高

•严格的谱掩码合规： 任何非线性失真引起的带外辐射都可能超出允许水平

•相位精度要求： OFDM 子载波的相位必须精确，相位噪声会直接损害信噪比

7.2 DRM 全球推进态势(2021—2026)

DRM 的全球推进在近年明显加速：

•印度： All India Radio 大规模部署，2022 年中已有超过 500 万辆汽车搭载 DRM 接收机，是目前全球最大的 DRM 中波网络

•巴基斯坦(2023年)： PBC(巴基斯坦广播公司)批准安装1,000 kW DRM 中波发射机，DRM 被正式列为巴基斯坦官方数字标准；项目建成后理论上可覆盖52个国家，并减少约 33% 的电力消耗

•孟加拉国： Thomson Broadcast 赢得 BETAR 的 1,000 kW 中波发射机合同(S7HP Neo)

•新西兰(RNZ，2022—2024)： Ampegon TSW2100-V4 100 kW 短波发射机，合同金额 NZ$440万，2024年1月运抵新西兰 Rangitaiki 站址，2024年8月1日由新西兰副总理 Winston Peters 正式揭幕，服务覆盖太平洋19个国家约200万听众

•印度尼西亚： 在其 18,000 座岛屿上持续推进 DRM 发射机网络部署

7.3 各厂商 DRM 兼容性技术实现

Thomson S7HP Neo 的一键 AM↔DRM 切换具有独特的实用价值：在重大突发事件时，值班人员无需任何技术操作即可切换至 DRM 紧急警报广播模式，这在国家应急广播体系中具有重要战略价值。

战略并购与生态布局

8.1 Thomson Broadcast 收购 GatesAir(2022年)

2022年4月，法国 Phenixya/Thomson Broadcast集团宣布收购美国 GatesAir(原 Harris Broadcast)，并于 2022年8月完成交割。这是近年广播发射机行业最重要的并购事件：

合并后规模： Thomson Broadcast 拥有超过170国、50,000+台设备部署；GatesAir 覆盖185国，发射机安装量居世界前列，合并后形成全球最大的广播发射设备制造集团。

技术互补性：

近期协同成果： 双方已联合参加 IBC 2023和NAB 2024(展台W2731)，以统一品牌矩阵面向市场。预期未来 3~5 年将推出融合SiC 高效率与 DSAM 智能化的新一代联合产品。

8.2 Nautel 收购Digidia(2021年2月)

Nautel 于 2021年2月收购了法国数字广播技术公司Digidia。这一收购在技术战略上具有重要意义，常被忽视但实际影响深远：

Digidia 的技术资产： - 全球超过 300 个数字广播部署的工程经验 - DAB+/DAB复用器、内容服务器、调制器、IP 网关 - DRM30/DRM+调制器和监测设备 - 同步 FM(Synchronous FM)技术，支持单频网(SFN)部署 - 隧道突破(Tunnel Break-in)功能，允许 DAB 广播在隧道等覆盖盲区插入本地内容

战略意义： Nautel 通过这一收购，从一家专注于发射机硬件的制造商，快速升级为能够提供从内容编码、多路复用到发射的端到端数字广播解决方案的系统集成商。Digidia 继续在法国雷恩(Rennes)的设计和生产设施独立运营，并在 IBC 2024上以Nautel-Digidia 联合品牌展示 DAB/DRM 解决方案，同期还举办了专题活动”DRM is Ready for FM”。

这一战略布局使 Nautel 在面对运营商的数字化转型需求时，能够提供比竞争对手更完整的技术方案，尤其在 DRM 和 DAB+ 加速推进的欧洲和亚洲市场具有竞争优势。

热管理与冷却技术

9.1 热管理在大功率发射机中的战略地位

对于一台 1 MW 的中波发射机，即使整机效率达到 90%，仍有约 100 kW 的热量需要从机房散出。热管理的质量直接决定功率器件的结温与寿命、在高环境温度下的满功率运行能力，以及机房空调系统的能耗。

9.2 强制风冷与液冷的工程权衡

强制风冷是中小功率发射机的首选冷却方式，Nautel NX 系列中小功率段(<100 kW)和 Ampegon TSW-SSA 系列均采用。液冷在大功率段具有明显优势：水的热容量约为空气的 3,400 倍，冷却效率远高于风冷，允许更高的功率密度。

Ampegon PSM9提供两种冷却版本：强制风冷版适合标准机房；水冷版专为腐蚀、盐雾、高污染或高粉尘环境设计，通过密封液路将功率模块与恶劣大气隔离，特别适合海岸线短波站。

GatesAir在 FM 发射机领域(Flexiva FLX 系列)已有成熟的闭环液冷方案——两路全冗余冷却泵，自动切换以防单泵故障。该方案目前主要用于 FM，有望向 AM 产品线延伸。

9.3 Thomson 的综合热管理创新

Thomson S7HP Neo 的热管理体系融合了多项技术：SiC 的高热导率(约为硅的三倍)从器件本身加速散热；光纤控制链路消除铜线在大温差下的热膨胀失配；新型电源模块设计从源头降低热损耗。其综合热管理体系实现了含冷却系统在内的 93% 整机效率——已扣除冷却水泵、风机等辅助设备的全部耗电后，仍有 93% 的电能转化为有效广播信号。