第五章短波通信系統(tǒng)5-2

1、5.2 5.2 短波單邊帶通信技術(shù)短波單邊帶通信技術(shù)第五章第五章 短波通信系統(tǒng)短波通信系統(tǒng)5.1 5.1 現(xiàn)代短波通信概述現(xiàn)代短波通信概述5.4 5.4 短波跳頻通信技術(shù)短波跳頻通信技術(shù)5.3 5.3 短波自適應(yīng)選頻技術(shù)短波自適應(yīng)選頻技術(shù)5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念1. 1. 單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生濾波法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)濾波法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)F(w)F(w)F(w)5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念2. 2. 單邊帶信號(hào)的分類單邊帶信號(hào)的分類原型單邊帶原型單邊帶( (很少用很少用) )：只利用一個(gè)邊帶。：只利用一個(gè)

2、邊帶。獨(dú)立單邊帶獨(dú)立單邊帶( (常用常用) )：發(fā)射機(jī)發(fā)射兩個(gè)邊帶，：發(fā)射機(jī)發(fā)射兩個(gè)邊帶，但兩個(gè)邊帶中含有兩種不同的消息。但兩個(gè)邊帶中含有兩種不同的消息。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3. 3. 單邊帶信號(hào)的分析單邊帶信號(hào)的分析調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：1( )cos()nNnnnutUt載頻信號(hào)：載頻信號(hào)：( )cos()ccccu tUt調(diào)幅信號(hào)：調(diào)幅信號(hào)：( )( )cos()AMcccutUKutt包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3. 3. 單邊帶信號(hào)的分析單邊帶信號(hào)的分析調(diào)幅信號(hào)表

3、示為：調(diào)幅信號(hào)表示為：11( )cos() ()2 +cos ()2AMcccNcncncnnNcncncnnutUtUm costUmt上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶nncKumU5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3. 3. 單邊帶信號(hào)的分析單邊帶信號(hào)的分析從頻率上看從頻率上看, , 單單( (上上) )邊帶信號(hào)是調(diào)制信號(hào)在邊帶信號(hào)是調(diào)制信號(hào)在頻率軸上平移頻率軸上平移( (采用下邊帶時(shí)還有頻譜倒置采用下邊帶時(shí)還有頻譜倒置) )，并抑制了載波項(xiàng)。這種關(guān)系稱為線性頻率，并抑制了載波項(xiàng)。這種關(guān)系稱為線性頻率搬移，故單邊帶調(diào)制屬搬移，故單邊帶調(diào)制屬線性調(diào)制線性調(diào)制的一種。

4、的一種。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3. 3. 單邊帶信號(hào)的分析單邊帶信號(hào)的分析從幅度上看，單邊帶信號(hào)的包絡(luò)形狀與調(diào)制從幅度上看，單邊帶信號(hào)的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)形狀相同，但與其波形不同；而信號(hào)的包絡(luò)形狀相同，但與其波形不同；而AM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)的波形呈線性關(guān)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)的波形呈線性關(guān)系。因此接收單邊帶信號(hào)時(shí)不能采用系。因此接收單邊帶信號(hào)時(shí)不能采用AM信信號(hào)的包絡(luò)檢測(cè)法，而應(yīng)該采用頻譜搬移法。號(hào)的包絡(luò)檢測(cè)法，而應(yīng)該采用頻譜搬移法。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3. 3. 單邊帶信號(hào)的分析單邊帶信號(hào)的

5、分析從相位上看，單邊帶信號(hào)頻譜中各頻率分從相位上看，單邊帶信號(hào)頻譜中各頻率分量較調(diào)制信號(hào)增加了一個(gè)固定的相位差。量較調(diào)制信號(hào)增加了一個(gè)固定的相位差。從頻譜的觀點(diǎn)看，單邊帶調(diào)制實(shí)質(zhì)上就從頻譜的觀點(diǎn)看，單邊帶調(diào)制實(shí)質(zhì)上就是頻譜搬移。搬移過程中若產(chǎn)生新的頻率分是頻譜搬移。搬移過程中若產(chǎn)生新的頻率分量會(huì)導(dǎo)致重建信號(hào)失真。量會(huì)導(dǎo)致重建信號(hào)失真。1. SSB通信的特點(diǎn)通信的特點(diǎn) 節(jié)約了頻譜，提高了信道復(fù)用率節(jié)約了頻譜，提高了信道復(fù)用率 節(jié)約了功率，利于通信設(shè)備小型化節(jié)約了功率，利于通信設(shè)備小型化 抗選擇性衰落能力強(qiáng)抗選擇性衰落能力強(qiáng) 無門限效應(yīng)，抗噪聲干擾能力強(qiáng)無門限效應(yīng)，抗噪聲干擾能力強(qiáng) 信道間干擾小，

6、易入網(wǎng)通信信道間干擾小，易入網(wǎng)通信5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念2. SSB通信的技術(shù)問題通信的技術(shù)問題 對(duì)載頻穩(wěn)定度要求高對(duì)載頻穩(wěn)定度要求高 對(duì)邊帶濾波器的性能要求高對(duì)邊帶濾波器的性能要求高 對(duì)對(duì)SSBSSB通信系統(tǒng)的線性要求高通信系統(tǒng)的線性要求高5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念SSB通信機(jī)多采用非導(dǎo)頻制及載頻抑制方通信機(jī)多采用非導(dǎo)頻制及載頻抑制方式，并采用式，并采用“獨(dú)立邊帶獨(dú)立邊帶（ISB）制制”。5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成及工作過程通信系統(tǒng)的組成及工作過程導(dǎo)頻制導(dǎo)頻制SSB SSB 通信機(jī)

7、通信機(jī)非導(dǎo)頻制（抑制載頻）非導(dǎo)頻制（抑制載頻）SSB SSB 通信機(jī)通信機(jī)SSBSSB通信系統(tǒng)的發(fā)信機(jī)框圖通信系統(tǒng)的發(fā)信機(jī)框圖5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成SSBSSB通信系統(tǒng)的收信機(jī)框圖通信系統(tǒng)的收信機(jī)框圖5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1 1、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生器單邊帶信號(hào)產(chǎn)生器 載波輸出（載漏）小載波輸出（載漏）小 失真小失真小 效率高效率高n 平衡調(diào)制器平衡調(diào)制器5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1 1、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生器單邊帶信號(hào)產(chǎn)生器n 邊帶濾波器邊帶濾波器40dBb（dB）通帶阻帶阻帶過度帶

8、0cfminFfcmaxFfcf一般用過渡帶的一般用過渡帶的斜率作為過渡特性斜率作為過渡特性的指標(biāo)。的指標(biāo)。FbStmin5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成2 2、混頻器混頻器 非線性器件（二極管、三極管或場(chǎng)非線性器件（二極管、三極管或場(chǎng)效應(yīng)管等）效應(yīng)管等） 選頻電路選頻電路5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成二）各主要部分的功能和特點(diǎn)SSBSSB發(fā)信機(jī)的輸出功率，根據(jù)要求不同發(fā)信機(jī)的輸出功率，根據(jù)要求不同，一般為幾瓦、幾百瓦甚至幾千瓦，對(duì)這，一般為幾瓦、幾百瓦甚至幾千瓦，對(duì)這種高頻大功率放大器主要要求失真小或線種高頻大功率放大器主要要

9、求失真小或線性好，因此，常稱為線性放大器。性好，因此，常稱為線性放大器。5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成4 4、頻率合成器、頻率合成器SSBSSB收、發(fā)信機(jī)對(duì)頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度收、發(fā)信機(jī)對(duì)頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的要求是很高的，能夠滿足其要求的頻率的要求是很高的，能夠滿足其要求的頻率源一般采用源一般采用“頻率合成技術(shù)頻率合成技術(shù)”，所以稱之，所以稱之為頻率合成器。為頻率合成器。5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)一、頻率穩(wěn)定度及改善頻率穩(wěn)定度的方法一、頻率穩(wěn)定度及改

10、善頻率穩(wěn)定度的方法 頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度6100/21.67 1030fSffM 由于由于SSB收信機(jī)恢復(fù)基帶信號(hào)采用頻譜搬收信機(jī)恢復(fù)基帶信號(hào)采用頻譜搬移法，所以要求整個(gè)通信系統(tǒng)的頻率誤差不移法，所以要求整個(gè)通信系統(tǒng)的頻率誤差不能大于能大于 100Hz，這就要求收、發(fā)信的頻率穩(wěn)，這就要求收、發(fā)信的頻率穩(wěn)定度優(yōu)于定度優(yōu)于106。5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)一、頻率穩(wěn)定度及改善頻率穩(wěn)定度的方法一、頻率穩(wěn)定度及改善頻率穩(wěn)定度的方法 改善頻率穩(wěn)定度的方法改善頻率穩(wěn)定度的方法采用帶恒溫裝置的高精度和高穩(wěn)定度的采用帶恒溫裝置的高精度和高穩(wěn)定度的石英晶振作標(biāo)準(zhǔn)

11、頻率源。石英晶振作標(biāo)準(zhǔn)頻率源。采用合適的頻率合成器，以提供高準(zhǔn)確采用合適的頻率合成器，以提供高準(zhǔn)確度和高穩(wěn)定度的工作頻率。度和高穩(wěn)定度的工作頻率。由于由于SSB SSB 通信機(jī)中通頻帶的限制、頻帶內(nèi)通信機(jī)中通頻帶的限制、頻帶內(nèi)特性的不均勻性所導(dǎo)致的邊帶內(nèi)各頻率分量振特性的不均勻性所導(dǎo)致的邊帶內(nèi)各頻率分量振幅相對(duì)關(guān)系發(fā)生的變化。幅相對(duì)關(guān)系發(fā)生的變化。二、線性失真及減小線性失真的方法二、線性失真及減小線性失真的方法 何謂線性何謂線性( (頻率頻率) )失真失真5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)二、線性失真及減小線性失真的方法二、線性失真及減小線性失真的方法

12、5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)線性失真是線性電路引起的。線性失真是線性電路引起的。在在SSB SSB 通信機(jī)中，線性失真主要發(fā)生通信機(jī)中，線性失真主要發(fā)生在通頻帶最窄的邊帶濾波器中。在通頻帶最窄的邊帶濾波器中。 線性失真產(chǎn)生的原因線性失真產(chǎn)生的原因二、線性失真及減小線性失真的方法二、線性失真及減小線性失真的方法5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)邊帶濾波器除了通帶衰減小、過渡帶邊帶濾波器除了通帶衰減小、過渡帶盡可能陡峭外，通帶應(yīng)盡可能平坦，因而盡可能陡峭外，通帶應(yīng)盡可能平坦，因而要求要求Q值高。值高。 減小線

13、性失真的方法減小線性失真的方法常用石英晶體濾波器和機(jī)械濾波器。常用石英晶體濾波器和機(jī)械濾波器。非線性失真是由于混頻器和放大器等非非線性失真是由于混頻器和放大器等非線性器件所產(chǎn)生的組合頻率分量落入通帶內(nèi)線性器件所產(chǎn)生的組合頻率分量落入通帶內(nèi)導(dǎo)致的導(dǎo)致的SSB SSB 信號(hào)的變化。信號(hào)的變化。三、非線性失真及減小非線性干擾的方法三、非線性失真及減小非線性干擾的方法5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 何謂非線性失真何謂非線性失真有用信號(hào)通過非線性器件產(chǎn)生的組合有用信號(hào)通過非線性器件產(chǎn)生的組合頻率分量引起的非線性失真。頻率分量引起的非線性失真。 互調(diào)失真互調(diào)失

14、真一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)1 1、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生方法的選擇、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生方法的選擇n 濾波器法；濾波器法；n 相移法；相移法；n 濾波相位補(bǔ)償法；濾波相位補(bǔ)償法；n 合成法合成法5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)1 1、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生方法的選擇、單邊帶信號(hào)產(chǎn)生方法的選擇5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2 2、發(fā)信機(jī)組成原則、發(fā)信機(jī)組成原則n由于產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的調(diào)制器和邊帶濾由于產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的調(diào)制器和邊帶濾波器都不能承受高電平信號(hào)，所以單邊波器都不能承受高電平

15、信號(hào)，所以單邊帶信號(hào)總是在低電平下形成；帶信號(hào)總是在低電平下形成；n由于話音信號(hào)低端只有幾百由于話音信號(hào)低端只有幾百HzHz，若將之，若將之頻譜搬移到短波波段，相應(yīng)的頻譜搬移到短波波段，相應(yīng)的SSBSSB信號(hào)必信號(hào)必須在低載頻上形成須在低載頻上形成一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)一、單邊帶發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)1 1、混頻次數(shù)的選擇、混頻次數(shù)的選擇SSBSSB收信機(jī)大多采用二次或三次混頻。收信機(jī)大多采用二次或三次混頻。當(dāng)然，若邊帶濾波器

16、的頻率能夠勝任，而當(dāng)然，若邊帶濾波器的頻率能夠勝任，而采用一次變頻方案是求之不得的。采用一次變頻方案是求之不得的。2 2、中頻頻率選擇、中頻頻率選擇5.2.45.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)n高中頻方案高中頻方案 可大大提高中頻和鏡像抗拒比；可大大提高中頻和鏡像抗拒比； 有利于減小互調(diào)干擾有利于減小互調(diào)干擾 采用高中頻也帶來一些新問題采用高中頻也帶來一些新問題5.2.45.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)3 3、選擇性分配、選擇性分配n高頻濾波器高頻濾波器n中頻濾波器中頻濾波器n邊帶濾波器邊帶濾波器5.2.45.2.4 SSB 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)二、單邊帶收信機(jī)的設(shè)計(jì)4 4、解調(diào)前增益分配