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。
为
，是每一单音幅度的2倍；填充角频率
为
，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：