短波和超短波通信系统24
扩展设 备
500W 功放
自动天 线耦合 器B
调制解 调器
收发信 主机
自动天 线耦合 器A
电源
现代短波通信系统方框图
(一)短波通信系统的组成及工作原理
1.主机
收发信机主机一般由收发信道部分、频率 合成器部分、逻辑控制助 收、发信道完成自动链路的建立。
(二)短波高速数据传输
1.短波信道对数据传输的影响
从物理概念上,短波信道对数据信号传输 的影响主要表现在以下几方面: (1)多径效应引起的衰落使传输的数据 信号幅度减小,甚至完全消失,这是造成短波 数据通信中出现突发错误的主要原因。
(二)短波高速数据传输
(2)多径效应引起的波形展宽是传输的 数据码元间互相串扰,这是限制数据速率的主 要原因。
1.主机
(1)信道部分
当处于发射状态时
载波 音 频 放 大 调 激励1 混
频 制 1
激励2 混
频 2
线 性 放 大
ALC 控制电路
功 率 放 大
1.主机
(1)信道部分
当处于接收状态时,则将在天线上感应的射频信号加 到选频网络,利用该网络选择出有用信号,经射频放大或 直接输入到混频器对射频信号进行频率变换(一般进行两 次混频),将信号搬移到低中频,然后对低中频信号放大 后进行解调,还原成音频信号,再经音频功放推动扬声器 发声。为了使收信信号输出稳定,发射功率输出平稳,信 道部分一般要加入自动增益控制电路和自动电平调整电路。
(3)电离层快速运动和反射层高度变化 引起的多普勒频移,使发射信号要的频率结构 发生变化,相位起伏不定,从而造成数据信号 的错误接收。
(二)短波高速数据传输
2.短波数据传输系统的抗多径和抗衰落的措施
在传统的短波数据传输系统中,信道误码率通常是 10-2~10-3的数量级。严重的衰落以及由于多径引起的 码元串扰限制了通信质量的进一步提高。近几年来,由 于在短波数据传输系统中采用了各种有效的抗衰落和抗 多径(通常是指码元串扰)措施,系统的误码率差不多 减少了两个数量级,达到10-5~10-6。目前,在短波线 路上广泛采用以下4种抗衰落和抗多径的技术措施:
1.主机
(1)信道部分
当处于接收状态时
本振1 选 频 网 络 射 频 放 大 混
频 1
本振2 混
频 2
载波 中 频 放 大 解
音 频 功 放
扬 声 器
调
AGC 控制电路
1.主机
(2)频率合成器
一般由几个锁相环组成,产生信道部分实 现频率变换(混频)、调制解调所需的稳定的 激励、本振和载波信号。现代频率合成器一般 采用数字式频率合成技术,使频率合成器的体 积大大缩小。
1.主机
(4)电源部分
提供主机内各部分的直流电源。
(5)选件
根据用户的不同要求,完成某一个或某几 个特殊要求,可选择不同的选件。
(一)短波通信系统的组成及工作原理
2.自动天线耦合器
随着频率的变化,天线将呈不同的特性阻抗。自 动天线耦合器的作用是将变化的阻抗通过天线耦合器 的匹配网络与功放输出的阻抗完全匹配,使天线得到 最大功率,提高发射效率。目前,自动天线耦合器主 要由射频信号检测器部分、匹配网络部分和微处理器 系统等电路组成。
1.主机
(3)逻辑控制电路
现代通信设备中的逻辑控制电路一般采用单片机 控制技术或嵌入式系统技术。逻辑控制电路通常包括 微处理器系统(包括CPU、程序存储器、数据存储器 等)、输入与输出电路、键盘控制电路、数字显示电 路及扩展电路的接口等。逻辑控制电路将控制整个设 备的工作状态,协调与扩展电路的联系,扩展能力的 强弱是体现设备先进的重要标志。
第二章 短波和超短波通信系统
一、短波信道和超短波信道的特性
二、短波通信系统
三、短波自适应通信系统
四、短波通信系统的应用与发展 五、超短波通信系统
第二章 短波和超短波通信系统
二、短波通信系统
(一)短波通信系统的组成及工作原理
现代短波通信系统一般由带自适应链路建 立功能的收发信主机、自动天线耦合器、电源 以及一些扩展设备,如高速数据调制解调器、 大功率放大器等部分组成,如下图所示:
信道部分
频率合成器
逻辑控制
选件 电源
收发信机主机方框图
1.主机
(1)信道部分
通常由选频滤波、频率变换、调制解调、音 频功率放大、射频功率放大、AGC(自动增益控 制)电路、ALC(自动电平控制)电路、收/发 转换电路等组成。
1.主机
(1)信道部分
当处于发射状态时,其主要功能是将音频信号经音频 放大送至调制器进行调制,形成单边带调制信号,然后再 经两次频率变换(频率搬移),将信号搬移到工作频率上 (1.6~30MHz),之后对射频信号进行线性放大,功率 放大、滤波,保证有足够的纯信号功率输出,经天线向空 间传播;
射频输入 射频信号检测 匹配网络
微处理器系统 电源
2.自动天线耦合器
(1)射频信号检测部分
通常由3个检测器电路组成,分别对射频 信号的相位、阻抗及驻波比进行检测,并将检 测的数据送给微处理器系统作为调谐匹配的依 据。检测器的精度直接影响调谐的准确性。
2.自动天线耦合器
(2)匹配网络
一般由可变串联电感、可变并联电容等元 件组成。微处理器系统经过处理运算,输出驱 动继电器的控制信息,使相应的电感、电容介 入匹配电路达到天线与功放输出阻抗匹配的目 的。
2.自动天线耦合器
(3)微处理器系统
为自动天线耦合器的核心,是由单片机组成的电路系 统,其作用是根据检测器所提供的信息进行判断、处理, 输出一组控制匹配网络的数据,并调整其匹配网络参数, 判断是否匹配,如未达到匹配目的,微处理器系统将再输 出一组控制数据进行判断,直到网络参数满足匹配条件为 止。在工作频率变化后,应重复上述调谐步骤,对所工作 的频率完成调谐匹配功能。
(一)短波通信系统的组成及工作原理
3.电源 交-直流变换电源一般是中功率电源,提供 系统各部分的电源。较常见的有开关电源 和线性稳压电源。
二、短波通信系统
(二)短波高速数据传输
用短波和超短波传输数据信号时,由于短 波、超短波信号传播方式不同,它们所体现的 数据传输性能也不尽相同。与超短波相比,天 波传播的特殊性限制了传输速率的提高和误码 率性能的改善,因此,必须采取相关技术来提 高短波信道上数据信号的传输速率。