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GMDSS设备第二章


不过单边带通信对设备要求更高,主要表现在 下列三个方面:
1.对载频的频率稳定度要求高 2.对边带滤波器要求严格 3.对收发设备的线性要求高
•§2.4 船用单边带通信的工作种类
第一个符号表示主载波的调制方式,其中: A表示双边带; H表示单边带载波; R表示单边带减幅载波; J表示单边带抑制载波; F表示调频; G表示调相。
对调幅发射机,其输出功率主要用来发射不含任 何信息的载波上,两个边频(带)功率仅占整个输 出功率的1/3(满调制,即m=l时),这是很不合理 的。单边带通信克服了上述缺点,其发射机输出 功率可以做到全部用来传递信息,这是节约的。
在调幅发射机中输出功率通常是指载波
的平均功率,但在单边带发射机中载波是 被抑制掉的。输出功率是随着调制信号电 平的高低而变化的,当不送调制信号时, 输出功率就变成零。因此,对单边带发射 机来说,通常用峰包功率来表示发射机输 出功率的大小。所谓峰包功率是指在最大 信号电平时,高频一周内的平均功率,用 PEP表示。
把信息调制在一个边带上进行通信的方 式叫单边带通信,这种调制方式称为单边 带调制,用SSB(Single Side Band)表示。
很显然,单边带通信与调幅通信相比, 由于少发射了一个边带,则每个信道的频 带宽度压缩了一半,也就是在规定的波段 内可以容纳更多的电台。
•§2.2 单边带信号和波形
一、单音频调制的单边带波 单音频调制的单边带波:
第二个符号是数字,表示调制信号的性质,如:
1、表示不用调制副载波,但包含数字信息的单信道 ;
2、表示利用调制副载波且包含数字信息的单信道; 3、表示包含模拟信息的单信道。
第三个符号表示所发信息的类型,其中: A表示人工接收报; B表示自动接收报; C表示传真; 0表示数据传输; E表示电话; F表示电视。
•§2.3 单边带通信的特点
单边带制与普通调幅制相比,在同样的通信效 果下具有以下优点:
一、占用的频带窄
因为单边带通信只利用调幅信号中的一个边带 进行通信,所以节省频带。
若调制信号带宽为
,则调幅信号
带宽为
,而单边带信号带宽为

其中 、 分别为调制信号的最高频率和最低频
率。
二、发射功率有效利用率高
式中:
分别为调制信号的振幅
、角频率和初相角。
则相应的调幅信号是:
为简化之见,令 于是:
将上式展开得:
式中:m是调幅系数,为防止过调制,要求 m≤1。
单音频调幅的波形与频谱图,如下图所示。
从以上分析,我们可以看出:
(1)调幅信号的包络 制信号的变化规律。
完全反映了调
(2)调幅波包络内的高频振荡相位连续,其高频频 率为载波频率。
四、抗干扰性能好
调幅接收机的包络检波器在强信号时是线性的 ,弱信号时呈平方律特性,见图2—7。
由图可看出,在同样输入信噪比下,单 边带接收机输出端的信噪比要高于调幅接 收机,并且Si/Ni越大,这个差值也就越 大,说明在信噪比良好情况下,单边带信 号抗干扰性能越明显。在信噪比不佳时, 即使调幅接收机不能工作了,单边带接收 机还可能工作。
从上式中取出一个边带(如上边带),可得等幅双音调制的单 边带信号:
三、复杂音频调制的单边带波
从复杂音频调制的调幅波表达式(2—3)中,取 出一个边带(如上边带),可得
复杂音频调制的单边带信号波形和频谱
由此得到一个重要结论:
从频谱观点看,单边带调制实质上是 一个频率线性搬移过程。当调制信号振幅 和频率变化时,所产生的单边带信号的振 幅和频率作相应变化,从这个角度讲,单 边带信号是一个调幅调相波。
船用单边带通信机是一种多功能通信机。其工 作种类主要有以下几种: 1.载波抑制的单路单边带话,用J3E表示 2.载波部分抑制的单路单边带话,用R3E表示 3.全载波单路单边带话,用H3E表示 4.调频单路自动接收报,用F1B或J2B表示
•§2.5 船用单边带发射机组成规律及框图
单边带发信机方框由激励器EXCITER、功率放大 器POWER AMPLIFIER(线性功放与合成)、自动天 线调谐单元ANTENNA TUNE UNIT(ATU)、天线、控 制微机、电源等部件组成。
如图2—3所示,它是一个角频率为

振幅为1/2mVc的等幅波,它和调制信号的振幅及频
率相关联,可以用来传递信息。
•单音调制的USB信号波形与频谱
二、双音频调制的单边带波 等幅双音信号由两个幅度相等、频率相差几百 赫兹的正弦(或余弦)信号所组成,其表达式为:
式中:

从图中可看出,等幅双音信号的包络为,峰值
2.采用三次搬移方案中的“高中频”方案
船用单边带发射机的射频要求覆盖1.6MHz~ 27.5MHz,频率高范围大 。
三次搬频方案的方框图实例如下图所示。
在三次搬频方案中有一种称为“高中频”的 方案获得了广泛应用。图5—6中,发射机第一载 频为1.4MHz,边带滤波器选取下边带;第二载频 为43.6MHz,带通滤波器选取和频,其工作频率为 45MHz;第三载频为45MHz~75MHz,低通滤波器选 取差频,通带宽度及发射机输出为0MHz~30MHz。 我们把第三调制(混频)器的输人频率称为中间频 率,它高于最高的工作频率30MHz,这种中间频率 高于发射机最高工作频率的方案,称为“高中频 ”方案。
采用高中频方案,可减少输出调谐手 续(最后输出采用低通滤波器),降低对输 出滤波器要求,避免调制(混频)器可能产 生的杂散频率落入通带以内,而且还可以 与接收机配套使用。
3.放大器必须保证线性
为保证线性,应选用功率容量较富裕的放大 器件,并合理选择工作点使之工作在A类或AB类状 态,有时还须采用一些专门措施来改善线性,如 共基电路、负反馈或自动功率控制(ALC)等。

,是每一单音幅度的2倍;填充角频率

,它在包络过0的A点,相位突
变180°,即若在A点之前信号从正降到0,则A点 以后信号又从0变正而不是变负。
•(a) 等幅双音调制信号的波形和频 谱
•(b) 受等幅双音调制的调幅信号的波形和频谱
•(c) 受等幅双音调制的上边带信号的波形和频谱
用等幅双音信号对载波调幅,可得调幅波:
通过对单音调制的单边带信号峰包功率
进行计算分析,在保证相同通信效果条件下 ,单边带信号的峰包功率只需要调幅波峰包 功率的1/8,折合为9dB。这就是人们常说的 单边带制在发射功率方面的9dB收益。
若以平均功率作比较,可以得出,单边
带发射机的平均功率是调幅发射机的平均功 率的1/3。可以证明,其它调制信号时,单 边带发射机在平均功率方面收益更大。
•单边带发射机组成
单边带信号的产生方法通常有两种:滤波法 和移相法。船用单边带发射机中广泛使用的是滤 波法,其基本环节是调制和滤波。
•单边带信号产Байду номын сангаас原理图
船用单边带通信机所用边带滤波器的技术要求
如下图所示。图中画的是上边带滤波器,有用边带 是上边带,而下边带是无用边带。边带滤波器(带通 滤波器)的衰耗频率特性可分为三部分,即通带、阻 带和过渡带。
(3)单音频调制的调幅信号由载频 、上边频
、下边频
三个频率分量组成。被传递的信
息,即调制信号的振幅、频率和相位包含在上、下 边频中。
(4)上、下边频对称地分布在载频的两侧,振 幅不超过载波振幅的一半。调幅波频带宽度B=2FΩ 。
实际的调制信号是多音频的信号,可视为许多 单音频信号叠加后的信号。
可以用以下式子表示:
4.载频必须独立注入
必须有一条独立的衰减量可控制的支路,将 其提供的载频和没有载频的单边带信号在混合电 路中合并,才能产生R3E或H3E等信号。
二、单边带发射机的组成
TRP8750电台是满足GMDSS要求的全自动组合 电台。它集收发于一体,可与TP、DSC、NBDP终端 相联,实现电话、数选、电传等通信。电台本身 主要由控制台、收发机、天调和电源等组成。
单边带发射机的任务主要是调制、搬频
和放大,因此其内部必定包含有许多线性 和非线性元件,如滤波器、线性放大器、 调制器、混频器等。必须将这些元件合理 组织起来方能完成单边带发射机的任务, 且保证通信质量。
一、单边带发射机的组成规律
1.单边带信号必须在低电平频率处形成
单边带信号由调制器和边带滤波器产生,它 们都是不能承受高电平信号的,否则会产 生严重的非线性失真,因此总是将它们放 在单边带发射机的最前端,常称为“第一次 调制”。调制的任务是将音频信号频谱线性 搬移到第一载频位置上。
•复杂信号调制的调幅波波形与频谱图
从对实际信号分析可进一步看出:
(1)载频 与所要传递的信息 无关,即载波不传递任何信息,所传递的信息只包 含在边带中,且上下边带含有同样的信息。
(2)调幅波包络与调制信号的波形完全一致,填 充角频率为载波角频率。
(3)调幅波占有带宽为调制信号中的最高频率的 两倍。设调制信号最高频率为Fmax,则调幅波占有 带宽为B=2Fmax。
GMDSS设备第二章
§2.1 单边带通信的机理
随着无线电通信的飞速发展,无线电波的某 些波段出现了拥挤,特别是在短波、超短波更是 如此,造成了电台间的互相干扰,严重地影响了 通信质量。
另外,为提高接收机的信噪比,就必须减弱 噪声干扰,减少不必要的辐射波。
解决问题的方法之一是压缩信号所占的频带 宽度。
我们先讨论调幅制。
基本原理:调幅制是将携带信息的语音、图像或 数字等信号(称为调制信号)调制到某高频信号(称 为载波)上,使高频信号的振幅按上述信号的变化 规律而变化,形成已调波,然后发射出去。
假设载波信号为:
式中:
分别为载波信号的振幅、角频率
和初相角。
一、分析单音频调幅:
若调制信号是单音频信号:
式中:
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