无线电通信的基础知识

1、第三章MF/HF单边带通信设备第一节电波与天线的基本知识GMDSS系统中，无论是地面系统还是空 间系统，都属于无线电通信系统，任何无线 电通信系统都包括发射端、接收端、传输信 道三全环节，其中无线电波的传播对通信质 量有重大的影响，作为通信人员首先应了解 无线电波的传播规律。、 无线电波的基本概念 仁无线电波的产生与传播无线电波实质上就是一种电磁波：频率1OHz"1O23Hz2、波长、速度、频率的关系 入f=c3、无线电波的波段划分波段名称波长范围极长波100000m 以上超和波10000010000m波段名称频率范围极低频3KHz以下甚低频3"30KHz长波10000 1

2、000m低频30 300KHz中波 1000100中频m300 3000KHz短波 100 10m 高频 3 30MHz米波超短10 1m甚高频30 300MHz分米波 微波10 1dm特高频300 3000MHz厘 10 1cm超咼频3飞0GHz米毫米波30 300GHz二、无线电波的传播途径及其特点 b地波传播沿地表面绕射传播的波：传播距离与频率有关，波长越长，距离越远 与地表导电性有关稳定性好，基本不受气候条件影响2、空间传播在地表面上空至少一个波长以上的空间传3、电离层传播(天线)通过电离层传播：不稳定，有衰落现象；存 在盲区(寂静区) 三、常用船舶天线b天线基本理论(1) 天线的方向

3、性(2)(3)天线的效率天线的辐射电阻天线的电流分布2、船舶常用天线介绍(1) T 型(2)倒L型直立桅杆式天线(4)鞭状天线第三章MF/HF单边带通信设备一、MF/HF单边带通信设备概述GMDSS系统是原有遇险系统的自然发 展，是在原有的MF/HF/VHF通信系统进行改 造而形成的，在GMDSS系统中，MF/HF不仅 要完成无线电话业务，而且还要完成遇险报 警，搜救协调通信，搜救现场通信及日常通 信，为了保证GMDSS地面通信系统各种功能 的实现。对MF/HF设备提出新的要求： h设备应形成组合式结构LT2、设备应有一个合理的操作程序，最重要 的是=自动报警；自动值守；自动通信； 技术上收发

4、信机能遥控；有频率扫描及频 率预置功能，能自动调谐。3、开机1分钟就能工作，频率转换时间不 超过15S4、可靠性高，能连续工作24小时 5、发射类型增加了 J2B或F1B发射种类：由三个符号组成的 第一个符号：主载波调制的种类 例=J：单边带抑制载波；第二个符号：调制载波的信号性质“什：无调制副载波长包含数字信息的单信 道有调调制副载波长包含数字信息的单 信道包含有模拟信息的单信道 第三个符号：表示所发射的信息种类 B：自动接收电报E：电话C：传真二、通信的一般概念信息源一一发射设备一一信道一一接 收设备接收终端三、单边带信号的特点a 4=nr war知人仝偉r*r w3U)c+ Q u) C

5、" Q 信息包含在两个边带中1、调幅波U)C讨论：B=2Q调幅波的包络与调制信号的波形完 全一样结论：为了减小功率浪费，只用单边带，就能满足通信的整个过程。2、单边带信号的特点由上可知，只要发射一个边带，就可以 实现信息的传输，这样既可使信道占有的频 带变窄，而且不发射载波，效率得到提高。 从调幅波中取出一个边带就构成了单边带 信号。水上移动业务只准使用上边带 特点：(1) SSB信号的振幅与调制信号的振 幅成正比(2) SSB信号产生的实质是将调制信 号的频谱在频率轴上线性搬移的结果，搬移 后的位置取决于载频的高低(3) SSB信号的频率变化与调制信号 频率有关也可以说SSB也属一

6、种调频信号。(4) SSB信号的带宽与调制信号的带宽相同U!h单边带信号通信的主要优缺点h 节约频谱=有效地增加了电台的数量2、节约功率3、抗选择性衰落能力强4、保密性强5、技术难度高六、地面通信系统的工作种类及其表示 方法1.工作种类表示法的有关规定 工作种类又称工作类型或者发射类型， 地面通信系统设备能完成多种类型的通信 任务，比如窄带直接印字电报（NBDP）、数 字选择性呼叫（DSC）、单边带无线电话等通 信方式，都在组合电台中使用。下面把常用的各种工作种类的表示方 法介绍如下：1979年国际电联无线电行政大会通过 的无线电规则中规定:完整的工作类型包括 五个字符。其中前三个字符是必需遵

7、循的基 本特征，后两个字符是可以选用的附加特 征。基本特征由两个字母和中间夹一位数 字组成。其中，第一位字符是字母，表示主 载波的调制方式；第二位是数字，表示调制 信号的性质；第三位字符是字母，表示所发 送信息的类型。第一位字符依此表示：A表示双边带调制。B 表示独立边带。C 表示残余边带。F-一-表示频率调制。G 表示相位调制。H一一单边带全载波。J 表示单边带全抑制载波。K表示用幅度调制的脉冲系列。P表示末调制的脉冲系列。R表示单边带减幅或变幅载波。第二位数字，依此表示：1- -表示单路的，不用调制副载波，但包括量化或数字的信息。2- -单路，采用副载波调制，包括量 化或数字的信息。3 单

8、路，包含模拟信息。7-双信道或多信息，包括量化或数 字的信息。第三位字符表示所发信息的类型。A代表人工接收的无线电报。B代表自动接收的无线电报。D数据传输' 遥测技术、遥控操作。E代表无线电话（包括广播）oF电视（视频）。2、常用的工作种类在电话通信中，使用的工作种类有 A3E、H3E、R3E、J3E、F3E、G3E 等。A3E双边带调幅电话。H3E单边带全载波电话。R3E单边带减幅载波电话。J3E单边带抑制载波电话。F3E频电话。G3E调相电话。对于工作种类J3E,发出的载波功率应 至少低于峰包功率40dB,即基本上不发射载 频。J3E为单边带工作方式，是船舶主要的 电话通信工作类型

9、。对于工作种类R3E,发射的载波功率应 低于峰包功率18± 2dB,即发射一部分载波, 很多海岸电台采用这种方式与船舶通信。采用R3E工作种类的主要目的是接收机 可以从R3E信号中提取导频作标准频率，利 用它来控制接收端的频率源，使收发两端载 频保持同步，以减轻对频率稳定度的要求。 便于和从事搜索救助的飞机进行通信，克服 飞机高速运动中产生的多普勒频移影响。在 无线电话中使用压缩扩张系统，利用导频提 供连续信号，以控制接收机的频率和增益。对于H3E工作种类，发射的载波功率要 低于峰包功率6±1dBo H3E工作种类主要用 于遇险和安全通信，规定在2182KHZ、 4125K

10、Hz、6215KHZ、8291 KHz、12290KHz、 16420KHz等频率上使用，可为调幅方式接 收，也可用单边带方式接收。船用电传通信工作种类有A1A、A2A、H2A、F1B 等。MF/HF组合电台的NBDP和DSC方式，采 用的工作种类是F1B。船舶的VHF设备，其无线电话采用G3E工作种类，DSC采用G2B工作种类。二、地面系统各部分的主要作用K组合电台组合电台满足GMDSS系统要求，是地面 通信系统重要组成部分，有收发信机及其终 端设备构成。其作用工作在MF/HF上，能发 射和接收DSC、TELEX、SSB信号,实现船到 岸、岸到船、船到船的中距离和远距离遇险 报警和遇险通信、

11、紧急呼叫和紧急通信、安 全呼叫和安全通信，常规呼叫和常规通信， 以及MF/HF DSC遇险与安全频率的自动值守。2、组合电台的终端设备(1) DSC终端DSC作为组合电台的终端或VHF设备一部分，通过组合电台和VHF设备的收发信机 和信号处理电路，实现遇险报警、遇险确认、 遇险转发和其它功能，并能够进行选择性呼 叫，实现扫描值守，船舶查询等功能。DSC终 端完全取代了 500 KHz和2182 KHz频率上 的海上遇险报警方式，改变现有船-岸间无 线电通信的程序和方法，形成了新的无线电 通信程序和值守规则。(2) NBDP 终端NBDP终端不能独立的工作，只能作为组 合电台的终端设备，通过组合

12、电台的收发信 机和信号处理电路，实现船到船、船到岸' 岸到船的无线电传的遇险、紧急、安全与常 规的电传通信功能，是海上船到船、船岸无 线电传通信的一种通信形式。船舶电台经海 岸电台可以人工或者自动与陆上电传通信 网络、数据通信网络相联接，实现船-岸-用 户间的直接电传通信。3、VHF 与 VHFDSC 设备VHF设备是GMDSS在阳海区船舶的主要通信设备。其作用主要是实现近距离的船到 岸、岸到船的无线电话通信和DSC呼叫。是 船舶现场通信的主要通信方式，也是船舶实 现驾驶台与驾驶台之间通信的重要手段。第二节单边带发射机一、单边带发射机的主要电气指标1v工作频段与指配频率按SOLAS公约

13、新四章的要求，船用MF/HF单 边带发射机应能在160527500KHz频带内的 所有频率上发射，其中单边带无线电话、窄 带直接印字电报和数字选择性呼叫三种通 信方式的遇险与安全通信频率为必备频率。如表DSC2187.54207 563128414.51257716804.51!1!1!按规定，无线电话频率以载波频率为指配频 率，而窄带直接印字电报和数字选择性呼叫 频率则是以发射频率的中心频率为指配频 率因此，当使用J3E发射类型时，其指配频 率即为载波频率;而当使用F1B或J2B发射 类型时，其指配频率则为发射频带的中心频 率,即载波频率加1.7kHz o(2) 输出功率(3) 频率容限及频

14、率稳定度 单边带通信要求收发必须严格同步，而能否 做到这一点，主要取决于设备的工作频率是 否能够与指配频率相吻合。设备的工作频率与指配频率之间的差值，称 为频率偏差，而最大容许的频率偏差，则称 为频率容限。±10Hz。二、单边带发射机的组成 组成框图及各部分作用（1）激励器=用来产生单边带信号（2）功放与合成：将功率放大至所需的大小（魔T网络）1!（3）自动天调电路（输出匹配网络） 完成功放输出与天线间的匹配与调谐工作（在不同频率上）（4）控制微机：实现对发射机的各项控制（5）电源：将船电或蓄电池电源变换为发射机各部分所需用电2、单边带信号的产生广泛应用的是滤波法 平衡调制器加边带滤

15、波器，平衡调调器输出 的是载波被抑制的双边带信号，经边带滤波 器输出单边带信号。3、单边带信号的频率搬移（1）多次搬频的必要性:为满足一部通用发射机的要求，即工作在较 宽的频带上（2）三次搬频方案（高中频方案）在SSB发射机中，最后一次调制（混频）器 的输出应是发射频率，为了减少输出的调谐 手续，混频器输出端接的不是可调谐的带通 滤波器，而是一个LC低通滤波器，低通滤 波器的带宽覆盖发射机的整个工作频段0"30MHzo我们把最后=次搬频用的混频器的输入单边带信号的频率称为中间频率.中间频率高壬工作频執称为高中频高中频方案普遍采用三次搬频方案：由于最 后一次搬频限定取差频，又必须满足最后输 出的SSB信号为上边带，所以必须是+ - + 方案。第四节单边带接收机一、单边带接收机的作用 天线：获得电磁波能量变为高频电流接收=抑制干扰，高频电流变为原始信号终端机构:原始信号变成原始信息1 %选择信号: 2、放大信号3、变换信号：频率变换与调制变换二、接收机的组成框图b 保护电路：防止其它强干扰信号进入接 收机损坏接收机电路2、高频放大器 3、两次混频：有效地抑制像频干扰和中频干扰4、同步检波 5、噪声抑制电路：控制大幅度脉冲干扰 6、频率合成器：为