第3章 船用MFHF 单边带通信设备

1、 第第3 3章章 船用船用MF/HF MF/HF 单边带通信设备单边带通信设备 第3章 船用MF/HF单边带通信设备 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.2 船用船用MF/HF通信的工作种类通信的工作种类 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 3.4 船用船用MF/HF单边带接收机单边带接收机 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.1.1 MF/HF单边带通信设备概述 1、MF/HF 通信系统由海岸电台和船台组成 2、MF/HF 电台无论岸台还是船台均包括发射机、 接收机和天线 3、MF/HF

2、船台与DSC、NBDP终端相接可实现 遇险报警、搜救协调通信、现场通信、MSI接收 和常规通信功能 船用船用MF/HFMF/HF通信设备通信设备( (MF/HFMF/HF组合电台组合电台) )基本构成基本构成 单边带单边带组合电台一般由组合电台一般由收发收发单元单元、控制单元、天调单控制单元、天调单 元组成。主机完成元组成。主机完成SSBSSB电话操作，电话操作，NBDP终端、终端、DSC终端终端 和和DSC值守接收机终端通过控制台与主机联接。值守接收机终端通过控制台与主机联接。 3.1.2 单边带信号 1、为什么通信中要使用调制？ （1）人耳能听到的声音频率范围3003000Hz （2）为了

3、把音频、电传、数字等各种信号进行远 距离传输 （3）调制的方法：调幅、调频、调相、边带调制 2 2. .调幅调幅制原理制原理 1)1)波形及频谱：波形及频谱： A：AM信号有3个频率分量：载波、上边频、下边频 B：频带宽度：B=2F，F= /2 调幅波的一般特性：调幅是将携带信息的调制信号调制到载波上，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 单音调制的波形与频谱单音调制的波形与频谱 调幅信号的特点：调幅信号的特点： A.调幅信号含有载频、上边频带、下边频带；调幅信号含有载频、上边频带、下边频带； B.调幅信号上边频带和下边频带包含相同有用信号信息；调幅信号上边频

4、带和下边频带包含相同有用信号信息； C.在调幅波的功率中真正有用的是边带功率在调幅波的功率中真正有用的是边带功率 D.条幅波占有的频带宽度是调制信号中最高频率的两倍条幅波占有的频带宽度是调制信号中最高频率的两倍 E.调幅波的包络与调制信号的波形完全一致调幅波的包络与调制信号的波形完全一致 3、单边带信号及其特点 SSB通信的含义通信的含义 A：利用：利用AM波中的任一边带，抑制载波和另一边带的通信波中的任一边带，抑制载波和另一边带的通信 方式。方式。 B：水上移动业务规定发射上边带。（：水上移动业务规定发射上边带。（USB） 单边带信号的特点 振幅与调制信号的振幅成正比 单边带信号的产生实质上

5、是将调制信号的频谱在 频率轴上线性搬移的结果， 带宽与调制信号的带宽相同 3.1.33.1.3 SSB SSB通信的特点通信的特点（与AM相比） 1. 节省频带节省频带 Bam=2Fmax Bssb=Fmax-Fmin 2功率有效利用率高功率有效利用率高 不发射载频和另一边带不发射载频和另一边带 3抗选择衰落性能好抗选择衰落性能好 无载频和边带信号依从关系无载频和边带信号依从关系 4保密性强保密性强 采用同步检波而非幅度检波采用同步检波而非幅度检波 5电台间干扰小，可实现网群通信电台间干扰小，可实现网群通信 单边带通信设备存在的缺点单边带通信设备存在的缺点 v a 载波稳定度要求高载波稳定度要

6、求高; v b 滤波器性能要求严格滤波器性能要求严格; v c 对收发设备线性要求高对收发设备线性要求高. 第3章 船用MF/HF单边带通信设备 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.2 船用船用MF/HF通信的工作种类通信的工作种类 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 3.4 船用船用MF/HF单边带接收机单边带接收机 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 1.1.工作种类由工作种类由三个字符三个字符表示表示: : 1)1)第一个符号第一个符号字母字母: : 表示表示主主载波的调制方式载波的调制方式 A A F F H H GG R R JJ 双边带双

7、边带 调频调频 单边带全载波单边带全载波 单边带减幅载波单边带减幅载波 调相调相 单边带抑制载波单边带抑制载波 3.23.2 船用船用MF/HFMF/HF通信通信的工作种类的工作种类 2)2)第二个符号第二个符号数字数字: : 表示调制信号的性质表示调制信号的性质 11 22 33 不用调制副载波不用调制副载波, ,但包含数字信息的单信道但包含数字信息的单信道 利用调制副载波利用调制副载波, ,且包含数字信息的单信道且包含数字信息的单信道 包含模拟信息的单信道包含模拟信息的单信道 3)3)第三个符号第三个符号字母字母: :表示所发信息的类型表示所发信息的类型 AA BB C C DD E E

8、FF 人工接收报人工接收报 自动接收报自动接收报 传真传真 数据传输数据传输 电话电话 电视电视 2.2.船用船用SSBSSB工作种类工作种类 1) J3E1) J3E 2) R3E2) R3E 3) H3E3) H3E 4) F1B/J2B 4) F1B/J2B F1B:F1B: J2B:J2B: 5) A5) A1A1A 抑制载波单边带电话抑制载波单边带电话 减载波单边带减载波单边带电话电话 全载波单边带全载波单边带电话电话 单边带电传单边带电传 直接用直接用1785Hz和和1615Hz两个正弦两个正弦 波来传递数码符号波来传递数码符号,无副载波调制无副载波调制 将将1785Hz和和161

9、5Hz看成是副载波为看成是副载波为 1700Hz,频移为频移为85Hz的调制信号的调制信号 等幅报等幅报 第3章 船用MF/HF单边带通信设备 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.2 船用船用MF/HF通信的工作种类通信的工作种类 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 3.4 船用船用MF/HF单边带接收机单边带接收机 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 3.3.1 船用MF/HF单边带发射机的基本组成 发射机的作用是： 变换信号放大信号发射信号 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 频段：频段：400Hz-27.5MHz 步进：步进：1

10、00Hz 开机后，开机后，1分钟内投入工作分钟内投入工作 波段转换速度要达到波段转换速度要达到15秒秒 高压加上高压加上3分钟之内，如无发射自动断开分钟之内，如无发射自动断开 频频率偏率偏差不超过差不超过10Hz 发射类别：发射类别： R/T : J3E NBDP/DSC:F1B/J2B 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 船用MF/HF SSB发射机的基本组成包括激励器、高功率 放大器、自动天线调谐器、微机控制部分和电源部分 激励器 高频功率 放大器 自动天线 调谐器 微机控制电源 激励器：是发射机的心脏，产生所需发射频率、所需工作模激励器：是发射机的心脏，产生所需发射频率、

11、所需工作模 式的式的SSB信号信号;由边带调制器由边带调制器/边带滤波器边带滤波器/混频器混频器/滤波器组滤波器组 成成 功放：产生所需的发射功率功放：产生所需的发射功率 天调单元：天线与末级功放的配谐天调单元：天线与末级功放的配谐 天线：将高频交流电转换为电磁波天线：将高频交流电转换为电磁波 1.1.主要方法：主要方法： 2.2.原理：原理： 调制器 调制信号调制信号 边带 滤波器 u uc uo uSSB 载波载波 SSBSSB信号信号 双边带信号双边带信号 滤波法滤波法目前广泛使用的滤波法。目前广泛使用的滤波法。 相移滤波法相移滤波法 相移法相移法 3.3.2 单边带信号的产生方法 3.

12、3.3 单边带信号的频率搬移 三次搬频方案概述 fc1=1.4MHz 下 fc2=43.6MHz 上 fc3=4575MHz 下 fo=030MHz 边带 调制 器 边 带 滤 波 器 二次 搬频 三次 搬频 低通 滤波 语音 处理 滤 波 器 ABCDEE 国际上规定：使用上边带为船用SSB信号 三次搬频/高中频的可能方案 下(-)/上(+)/下(-) 高中频方案 满足自动控制要求 定义：第三调制(混频)器的输入频率高于最高的工 作频率30MHz 作用：减少输出调谐手续(最后采用低通滤波器) 结论 激励器一般采用三次搬频方案 采用高中频方案：第一次搬频用上(下)边带，则第 二次一定用下(上)

13、边带，因为最后一次都是用下边 带(低通) 最后级采用不调谐的低通滤波器(下边带) 第一次一般采用晶体滤波器 海上SSB发射机仅使用上边带做为标准的SSB信号， 最后输出必须是上边带信号 3.3.4 MF/HF SSB发射机的组成规律 （1 1）S SSBSB信号必须在信号必须在低电平低电平处形成处形成 （2 2）采用三次搬频的）采用三次搬频的“高中频高中频”方案方案 （3 3）放大器线性放大器线性必须得到保证必须得到保证 （4 4）载频必须载频必须独立注入独立注入, ,使使TXTX工作稳定工作稳定，便，便 于形成于形成R3ER3E和和H3EH3E信号类型信号类型 3.3.53.3.5. . 自

14、动天线调谐器自动天线调谐器(ATU)(ATU) 1) 1) 作用作用 2 2）自动天调原理及要求）自动天调原理及要求 实现功放输出与天线间的调谐和匹配实现功放输出与天线间的调谐和匹配, ,使天线能获得最大使天线能获得最大 功率。功率。 保证功放级工作在安全状态。保证功放级工作在安全状态。 自动天调由检测系统、执行系统和调谐网络构成。自动天调由检测系统、执行系统和调谐网络构成。 GMDSS要求要求SSB发射机的天调单元自成一个独立单元发射机的天调单元自成一个独立单元 ，且具有，且具有自动调谐自动调谐功能。功能。 天调自动化，实现了电台的集中控制与遥控，同时天调自动化，实现了电台的集中控制与遥控，

15、同时 也实现了扫频发射。也实现了扫频发射。 第3章 船用MF/HF单边带通信设备 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.2 船用船用MF/HF通信的工作种类通信的工作种类 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 3.4 船用船用MF/HF单边带接收机单边带接收机 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 3.3.4 4.1 .1 接收机的作用接收机的作用 1.概述 1 1） 作用作用 2）工作频率：10kHz30MHz（29.9999MHz） 3）接收种类：SSB（J3E、R3E、H3E）、AM、 F1B/J2B 选择信号选择信号放大信号放大信号变换信号变换信号

16、 3.3.4 4 船用船用MF/HF SSBMF/HF SSB接收机接收机 3.4.2 SSB3.4.2 SSB接收机的接收机的主要技术指标主要技术指标 1) 1) 灵敏度灵敏度指在满足一定输出信噪比，并使终端设备能获得指在满足一定输出信噪比，并使终端设备能获得 有效工作的信号功率的前提下，接收天线上所必有效工作的信号功率的前提下，接收天线上所必 须感应的最小信号强度须感应的最小信号强度。 是衡量接收机接收微弱信号能力的指标。是衡量接收机接收微弱信号能力的指标。 内部噪声是影响灵敏度提高的因素：内部噪声是影响灵敏度提高的因素：灵敏度灵敏度要求：增益要求：增益&机内噪声机内噪声 2) 2) 选择

17、性选择性 （1 1）单信号选择性）单信号选择性( (又称小信号选择性又称小信号选择性) ) 定义：定义： 中频选择性：中频选择性： 指接收机选择有用信号、抑制干扰的能力。指接收机选择有用信号、抑制干扰的能力。 单信号选择性指对特定频率干扰信号的抑制能力。单信号选择性指对特定频率干扰信号的抑制能力。 主要包括：主要包括：中频、像频、邻道中频、像频、邻道选择性。选择性。 接收机对中频干扰的抑制能力就是中频选择性接收机对中频干扰的抑制能力就是中频选择性 。 中频干扰中频干扰是超差式接收机所特有的一种干扰，是超差式接收机所特有的一种干扰， 它是指外来干扰信号的频率恰好等于接收机中它是指外来干扰信号的频

18、率恰好等于接收机中 频信号的频率，并通过多种途径进入接收机的频信号的频率，并通过多种途径进入接收机的 信号通道，经中频放大和检波后在输出端形成信号通道，经中频放大和检波后在输出端形成 的干扰。的干扰。 像频选择性：像频选择性： 接收机对像频干扰的抑制能力就是像频选择性。接收机对像频干扰的抑制能力就是像频选择性。 当外来干扰信号的频率与有用信号的频率在当外来干扰信号的频率与有用信号的频率在 频率轴上相对本振信号对称时，将对有用信频率轴上相对本振信号对称时，将对有用信 号产生干扰。而就好比以为平面镜所成的像号产生干扰。而就好比以为平面镜所成的像 ，故称为像频干扰，故称为像频干扰 ： fL-fs=f

19、i fn-fL=fi fs fL fn 邻道选择性：邻道选择性： 决定因素：决定因素： 滤波器：滤波器： 抑制相邻电台干扰的能力。抑制相邻电台干扰的能力。 邻道选择性的好坏，主要取决于中放滤波效邻道选择性的好坏，主要取决于中放滤波效 果的好坏。果的好坏。 衡量滤波效果，用矩形系数指标。衡量滤波效果，用矩形系数指标。 Kr=f 0.1/f 0.71 理想情况理想情况Kr=1 GMDSS要求接收机中放滤波器的矩形系数应为要求接收机中放滤波器的矩形系数应为24。 （2 2）多信号选择性：）多信号选择性： 阻塞：阻塞： 互调：互调： 交调：交调： 倒易混频：倒易混频： 又称大信号选择性，指对由强干扰又

20、称大信号选择性，指对由强干扰 引起的多种频率干扰的抑制能力。引起的多种频率干扰的抑制能力。 由于非线性作用，强干扰使由于非线性作用，强干扰使RXRX放大器、混频器工放大器、混频器工 作进入饱和区、截止区，阻塞信道的现象。作进入饱和区、截止区，阻塞信道的现象。 由有用信号和干扰信号交叉调制产生。由有用信号和干扰信号交叉调制产生。 干扰信号与有用信号同时出现，同时消失。干扰信号与有用信号同时出现，同时消失。 由于由于放大器、混频器的放大器、混频器的非线性作用，两个或多非线性作用，两个或多 个干扰信号相互调制，产生的组合频率落入有个干扰信号相互调制，产生的组合频率落入有 用信号的通带内而形成的干扰。

21、用信号的通带内而形成的干扰。 强干扰与弱本振相混产生强干扰与弱本振相混产生 。 （1 1） （2 2） （3 3） 采用两次变频方案采用两次变频方案-提高中频、像频、邻道选择性提高中频、像频、邻道选择性 采用高中频方案采用高中频方案 合理分配接收机的增益合理分配接收机的增益 f fi1 i13fsmax 3fsmax（30MHz30MHz） （一般（一般1.51.5倍以上）倍以上） 减少组合干扰减少组合干扰提高提高中频、像频中频、像频选择性，选择性，fi2fi2小小边带滤边带滤 波波抑制抑制邻道邻道干扰干扰提高提高邻道邻道选择性选择性 不调谐式输入（固定输入滤波器）不调谐式输入（固定输入滤波器

22、） a.前端增益要小前端增益要小防止自激和非线性引起的选择性下降 防止自激和非线性引起的选择性下降(非线性干扰非线性干扰). b.中频和低频部分承担增益大一些中频和低频部分承担增益大一些满足整机放大量的要求满足整机放大量的要求. 3.4.3 单边带接收机组成的要求 作用：避免输入电路或第一级管子受雷电或附 近强雷达波/大功率发射台击毁 类型 低通滤波器：滤除雷达波干扰 白炽灯串联分压保护：输入信号较小时，白炽灯不 亮，其内阻也小；强干扰进入时，白炽灯亮，其内 阻增大，起到保护作用 氖灯并联分流保护： 正反向联接二极管双向限幅保护： 综合保护： 3.4.4 单边带接收机的组成单边带接收机的组成

23、作用：选择有用信号，抑制各种干扰 组成：LC谐振电路或滤波器及必要的耦合元件 电路形式：调谐式和不调谐式 调谐式：逐点调谐使之谐振于接收频率 不调谐式：不同波段采用不同的固定(带通)滤波器，结构简 单，使用方便，有利于微机控制 倍频程：f上/f下=2 半倍频程：f上/f下=1.5 亚半倍频程： f上/f下=1.52 3 3. .高、中、低放大电路 放大信号: 整机增益主要取决于中放. 增益分配: a.前端增益要小(无高放) b.中频和低频部分承担增益大一些 4.混频器 RX混频器TX中混频器工作原理相同频率变换 SSB RX一般采取两次变频双重超外差。 5.中频带宽选择电路(在第二混频器之后的

24、边带滤波器) 作用：选择信号、抑制邻道干扰，提高输出信噪比. 接收SSB信号带宽的选择： J3EJ3E、R3E3KHzR3E3KHz A3EA3E、 H3E6KHzH3E6KHz F1B/J2BF1B/J2B（NBDPNBDP、DSCDSC）1KHz 1KHz 6.解调器 SSS RX接收多种信号采用不同解调方式： A3E、H3E 包络检波器 J3E、R3E、F1B/J2B 同步检波器 7.受信终端 扬声器、耳机（话音），NBDP、DSC（电报） 8 8、自动增益控制（AGCAGC）电路 1 1）AGCAGC电路的作用电路的作用 当接收机输入信号强度变化较大时，通过当接收机输入信号强度变化较大

25、时，通过AGCAGC电路电路 能够自动调整接收机的增益（放大量），保持接收机输能够自动调整接收机的增益（放大量），保持接收机输 出信号功率的平稳出信号功率的平稳。 2 2）AGCAGC电路的分类：电路的分类： 简单式简单式AGCAGC在整个输入信号范围内部起控在整个输入信号范围内部起控 . . 输入信号在某一门限电压输入信号在某一门限电压 之下不起控（之下不起控（u ui iu umin min） ）. . 当当 u ui iu umin min 起控起控 . . 延迟式延迟式AGC AGC SSB接收机对AGC电路的要求 1、AGC电压建立要快 2、AGC电压要有一定的维持时间 3、通信结束

26、AGC电压要迅速释放 总结： 快充、慢放、快恢复 第3章 船用MF/HF单边带通信设备 3.1 船用船用MF/HF单边带通信原理单边带通信原理 3.2 船用船用MF/HF通信的工作种类通信的工作种类 3.3 船用船用MF/HF单边带发射机单边带发射机 3.4 船用船用MF/HF单边带接收机单边带接收机 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 3.5 SSB无线电话业务无线电话业务 3.5.1 MF无线电话通信 1、频率范围：16054000kHz 2、2182kHz是无线电话遇险与安全通信频率，也用 作非遇险情况下常规无线电话呼叫与应答 3、2182kHz可以使用J3E也可以使用H3E 4、发射机输出功率60400W 3.5.2 HF海上无线电话通信 1、频率范围400027500kHz 2、海上可用频段4/6/8/12/16/18/22/25MHz 3、通信步骤：选