基于單邊帶通信系統(tǒng)的探討

鄭偉軍

廣東捷建消防設(shè)施檢測(cè)有限公司，廣東 湛江 524000

1 單邊帶通信系統(tǒng)的概述

何為單邊帶通信。為了達(dá)到提高通信效率和節(jié)約通信頻帶的目的，在通信時(shí)，將載頻和其中一個(gè)邊帶加以抑制，只發(fā)送一個(gè)邊帶的通信方式就稱為單邊帶通信。通信系統(tǒng)中，載波經(jīng)音頻信號(hào)調(diào)制后，包括了載波頻率和均能用來(lái)傳輸信息的上、下兩個(gè)邊帶。一般情況下，傳遞信號(hào)一個(gè)邊帶就足夠了，但是一般的通信系統(tǒng)中，經(jīng)常把載波頻率和上、下邊帶一起發(fā)送出去，這樣就使得發(fā)射功率中的大部分功率被消耗掉了，并且還要占用較寬的通信頻帶。所以進(jìn)行單邊帶通信系統(tǒng)的研究是很有必要的。單邊帶通信可以廣泛應(yīng)用于有線載波電話、無(wú)線電通信、傳真、電視和數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ啪W(wǎng)，其中有線載波電話和遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短波無(wú)線電通信是最常用的。

第一個(gè)單邊帶通信系統(tǒng)專利被注冊(cè)是在1923年，并且在美國(guó)和英國(guó)之間建立了一個(gè)成功的單邊帶通信系統(tǒng)。單邊帶通信系統(tǒng)通常是由發(fā)信機(jī)、接收機(jī)、終端設(shè)備、天線、饋線和電源設(shè)備組成。單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生可以有3種即濾波法、相位補(bǔ)償法、合成法。目前我國(guó)生產(chǎn)的單邊帶電臺(tái)基本上都是采用的濾波法。

2 單邊帶通信系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備

單邊帶通信系統(tǒng)收發(fā)單元包括接收機(jī)、發(fā)信機(jī)和收發(fā)控制器。在發(fā)送端，發(fā)信機(jī)的基本組成部分是激勵(lì)器、功率放大器、天線調(diào)諧回路、頻率合成器，其作用是將終端設(shè)備送來(lái)的經(jīng)過(guò)控制臺(tái)進(jìn)行音頻處理、電路處理后的音頻信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)調(diào)制、搬頻、驅(qū)動(dòng)和功放后，送往天線調(diào)諧器經(jīng)發(fā)射天線向外輻射。接收機(jī)主要由預(yù)選器，線性放大器、混頻器、頻率合成器、解調(diào)器等組成，其作用是把接收天線上感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)放大、解調(diào)、音效，然后經(jīng)音頻處理、電路處理后送往終端設(shè)備。在接收端，單邊帶信號(hào)的解調(diào)通常采用的是相干解調(diào)，其具體實(shí)現(xiàn)方法類似于單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生，其解調(diào)過(guò)程也就是單邊帶信號(hào)產(chǎn)生的逆過(guò)程。

由于發(fā)信機(jī)的實(shí)際負(fù)載是中短波發(fā)射天線，其在不同的地域環(huán)境條件下有很大的變化，所以需要在功放輸出與發(fā)射天線之間接一個(gè)天線調(diào)諧回絡(luò)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射天線與發(fā)射機(jī)功放之間的諧振與匹配，從而使功放提供的功率能最大限度地輸送到天線，使天線在獲得最大的射頻信號(hào)后向外發(fā)射。饋線系統(tǒng)是位于收發(fā)信設(shè)備與天線之間，它的主要技術(shù)要求是傳輸效率高和天線效應(yīng)小，一般要求發(fā)信饋線小于1.5dB，收信饋線損耗小于6dB。電源作用是向電臺(tái)各部分提供正常工作所需的電壓或電流，在交流電出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到由蓄電池直流供電工作。

3 單邊帶通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

單邊帶通信的優(yōu)點(diǎn)是：1）節(jié)約頻帶，提高了頻譜的利用率，減少信道使用時(shí)的擁擠程度；2）由于它不傳送載波和另一個(gè)邊帶，因此具有低功耗，減輕重量的好處，能夠節(jié)省四分之三的發(fā)射功率；3）由于單邊帶發(fā)射機(jī)發(fā)射時(shí)不發(fā)送載頻，提高了保密性。其缺點(diǎn)是設(shè)備比較復(fù)雜；4）單邊帶通信采用的是一個(gè)邊帶的發(fā)射，因此減少了信道的互擾；5）從頻帶利用方面看，單邊帶通信可以縮減頻譜,加倍地利用空間波道；6）抗選擇性衰落能力強(qiáng)。其中單邊帶通信系統(tǒng)最重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠更有效地利用現(xiàn)有的頻譜資源，通常情況下，傳輸一個(gè)調(diào)幅信號(hào)所需的寬帶相當(dāng)于傳輸兩個(gè)單邊帶通信的寬帶，因此單邊帶通信的通信方式特別適用于已經(jīng)過(guò)分擁擠的高頻譜區(qū)。

在單邊帶通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)中也夾雜著缺點(diǎn)，對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)的傳輸，單邊帶通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)就是去除了所發(fā)射的載波，節(jié)省了發(fā)射功率，提高了保密性。但是該優(yōu)點(diǎn)并不適合于音樂(lè)信號(hào)的傳輸，如若要傳輸音樂(lè)信號(hào)，又將導(dǎo)致有效輻射功率的增加。它的另外一個(gè)缺點(diǎn)就是接收端必須先恢復(fù)原來(lái)失去的載波，才能檢測(cè)出原來(lái)的信號(hào)，對(duì)載頻穩(wěn)定度要求很高，這樣一來(lái)，對(duì)各級(jí)振蕩器的頻率穩(wěn)定度就提出了更高的要求，另外要求電路性能穩(wěn)定并且選擇性好，對(duì)濾波器的制造和調(diào)整也提出了更高的要求。

4 針對(duì)單邊帶通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀提出的一些看法和建議

1）短波電臺(tái)向小、輕、薄型方向發(fā)展：微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使整機(jī)小型化的進(jìn)程加快。應(yīng)當(dāng)使用新材料、新工藝，使整體體積、重量降低，并且提高其兼容性、可靠性，使其功能增加。

2）天線的選擇：?jiǎn)芜厧ㄐ畔到y(tǒng)所采用的天線類型主要取決于以下幾個(gè)方面：通信距離、天線方向性和電臺(tái)的開(kāi)設(shè)條件。天線的電性能會(huì)受到晝夜，季節(jié)，年份的影響，所以必須適應(yīng)天波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。要達(dá)到通信穩(wěn)定的目的，通信頻率要在3倍～5倍的范圍內(nèi)變化，即天線要具有寬頻帶的特性。并且天線方向圖主瓣不能夠太窄，水平方向圖半功率波束寬度不應(yīng)小于4度～6度，垂直方向半功率波束寬度不應(yīng)小于20度～25度，在路徑出現(xiàn)擺動(dòng)時(shí)也能夠維持通信。當(dāng)然天線的具體選擇還要視線路條件及開(kāi)設(shè)的具體情況而定。

3）饋線系統(tǒng)的選擇：選用饋線時(shí)應(yīng)考慮阻抗特性、工作頻率、發(fā)射頻率、施工維修和造價(jià)等綜合因素。

4）在單邊帶通信系統(tǒng)的線路上采用壓縮擴(kuò)張技術(shù)，從而在同樣的功率和傳輸條件下，提高了線路的通信質(zhì)量和可通率。但是需要注意的是，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)不要通過(guò)壓縮擴(kuò)張器。

5）要處理好調(diào)制信號(hào)和單邊帶信號(hào)的關(guān)系，換句話說(shuō)就是在調(diào)制信號(hào)頻譜的搬移過(guò)程中，只能允許調(diào)制信號(hào)頻譜在頻率軸上左右移動(dòng)，而絕不允許產(chǎn)生任何新的頻率分量，否則傳輸信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)失真。

5 結(jié)論

單邊帶通信系統(tǒng)有著光明的發(fā)展前景，其設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用廣泛，并且在不斷擴(kuò)展和創(chuàng)新中。目前該技術(shù)的發(fā)展情況而言,在我國(guó)還有很大的發(fā)展空間，并且還有很多地方可以實(shí)際應(yīng)用,希望該技術(shù)能夠加快發(fā)展的步伐，積極開(kāi)發(fā)研究，為我國(guó)的通信事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

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