单边带通信设备

第二章地面频率通信系统第一节单边带通信设备

单边带通信设备工作在MF/HF波段，属中、远距离通信设备，是GMDSS地面频率通信系统的主要设备之一，它与卫星船站相互补充，是航行在A3和A4航区的船舶必须装配的通信设备之一。尤其是在A4航区，因为静止卫星转发的波束覆盖不到这一区域，所以航行在A4航区的船舶，只能使用单边带设备进行远距离通信。

2.1.1单边带(SSB)通信的基本原理

2.1.2单边带发射机的组成

2.1.3单边带接收机的组成

船用MF/HF通信设备(MF/HF组合电台)基本构成

单边带（SSB-SingleSideBand）电话设备、NBDP终端、DSC终端和DSC值守接收机、收发及控制单元以及电源部分

引言：无线电通信的基本概念1.信源:要传递的信息（语音、图象、文字）电信号.2.发射与接收:对电信号进行变换与逆变换（调制解调）.3.信道:传输信号的通道（有线或无线）.4.信宿:将电信号系统所传递的信息（语音、图象、文字）.一、通信系统的基本构成5.噪声源:内部噪声和外部噪声.2.1.1单边带（SSB）通信的基本原理

一、SSB通信信号的概念

单边带通信是在双边带调幅通信的基础上发展产生的，要充分了解单边带通信，还必须要了解单边带信号的特点。与调幅信号不同，单边带信号实质上是一种调幅调相波，其振幅与相位中均包含有调制信号的信息，因此其此调波的包络并不随调制信号而变化。复杂音频调制制的信号单边带信号的的特点：a.单边边带信号的振振幅与调制信信号的振幅成成正比，因此此在没有调制制信号时，单单边带信号也也不存在。b．单边带带调制相当于于调制信号在在频率轴上的的线性搬移，，搬移的位置置取决于载波波的大小，但但频谱结构保保持不变。c．当调制制信号振幅和和频率变化时时，所产生的的单边带信号号的振幅和频频率作相应变变化。d．SSB信信号带宽：B=Fmax－Fmin（与调制信信号带宽相等等）。二、单边带通通信的特点1.节省省频带由于单边带信信号中只含有有一个上边带带成分，因此此其带宽也就就等于商用音音频信号的带带宽，约为2800Hz。既然单路路信道的带宽宽减小了，整整个MF/HF波段内，，可同时工作作的信道数量量也就相应增增多了。这就就使有限的频频率资源，得得到了充分的的利用。2．节省功率率单边带信号只只发射上边带带信号，而不不发射其他频频率成分。这这样就减少了了功率的损耗耗，使得在保保证达到同等等通信效果的的前提下，可可以大幅度减减小发射机的的功率。3．抗选择衰衰落性能好所谓选择性衰衰落，是指在在中短波通信信中，由于多多径传输效应应等原因，导导致信号中的的不同频率分分量出现不同同程度的衰落落。由于单边边带信号只包包含一个上边边带成分，不不存在与其他他频率分量之之间的严格的的比例关系，，所以受选择择性衰落的影影响甚小。4．无门限效效应，抗干扰扰性能好在单边带通信信中，由于接接收解调采用用的是同步检检波器，这种种检波器具有有良好的线性性，因而不存存在门限效应应，其输出信噪比与输入入信噪比成线线性关系，这这同时也就提提高了抗干扰扰的能力。5．收发设备备较复杂：a载波稳定定度要求高;b滤波器性性能要求严格格;c对收发设设备线性要求求高.三、船用SSB通信的工工作种类（发发射类型）1．J3E：：无载波SSB电话2．R3E：：部分抑制载载波SSB电电话3．H3E：：全载波SSB电话4．F1B（（J2B）：：自动接收移移频报（用于NBDP和DSC工作方式））调幅。各种发射类型型的频谱四、GMDSS系统对单单边带通信设设备的要求GMDSS中中的地面频率率通信系统，，是在对原有有的MF/HF/VHF通信系统进进行改造而形形成的。它要要求MF/HF通信系统统不仅能完成成常规无线电电话通信业务务，而且还要要完成遇险报报警、搜救协协调通信、搜搜救现场通信信以及日常通通信。这些功功能的实现还还有赖于DSC终端和NBDP终端端等设备，为为保证各通信信功能的顺利利进行，GMDSS系统统对单边带通通信设备，提提出了如下的的要求：1、设备应形形成多元化的的组合结构。。2、设备应能能自动报警、、自动值守，，自动通信；；3、设备应能能在开机1min后即可可工作。4、发射类型型自动设置功能。5、设备具有有较高的可靠靠性。6、加强和完完善系统的终终端设备。按以上要求配配备的结果，，使MF/HF单边带设设备形成了一一个多功能的的组合通信系系统。其中，，由单边带设设备和手持送送受话器，构构成了单边带带无线电话通通信系统；由由单边带设备备和DSC终终端，构成了了数字选择性性呼叫系统；；由单边带设设备和NBDP终端，构构成了窄带直直接印字电报报系统。2.1.2SSB发发射机的基本本组成一、基本功能能作为单边带发发射机，其基基本的通信功功能归结起来来，就是完成成对消息信号号的调制和放放大。通过调调制，既能获获得所需要的的发射信号类类型，同时又又能达到所需需要的射频频频率。只有这这样，才能满满足多信道多多方式的通信信的需要。放放大信号包括括幅值放大和和功率放大，，以满足调制制的需要和进进行远距离传传输的需要。。二、SSB发发射机的主要要技术指标工作频段与指指配频率按SOLAS公约的要求求，船用MF/HF单边边带发射机应应能在1605~27500kHz频带内的所所有频率上发发射。互调失真：调制器、放大大器和功率放放大器的非线线性引起的失失真。功放工工作于大信号号，失真较大大，互调失真真主要取决于于功放。输出功率：在进行话类发发射时，高频频输出功率以以峰包功率来来衡量；而在在进行F1B或J2B发发射时，高频频输出功率则则以平均功率率来衡量。4.频率容限和频率稳定度度：频率容限为±±10Hz，，频率稳定度分分为长期（1天）和短期期（1h）两两种，一般指指短期稳定度度。三、SSB发发射机的组成成1．组成框图图2．工作原理理及信号流程程进行信息发射射时，由信息息源(话筒或或相应的终端端设备)送出出的音频信号号，首先送入入音频处理电电路。经处理理后的信号，，带宽和振幅幅都相对稳定定，有利于实实现窄带发射射和充分利用用发射机的额额定功率。音频电路边带调制电路边带滤波电路变频电路功放电路频率合成器电源控制部分调谐电路音频电路的输输入，向下送送入边带调制制器，在此通通过非线性作作用，音频信信号与频率合合成器送来的的第一载频相相调制，获得得无载波的双双边带信号。。再经过边带滤滤波器滤波，，选出其中的的下边带信号号，抑制掉上上边带信号，，这样就获得得了所需要的的单边带信号号。下边带信号再再送入变频电电路进行搬频频处理。变频输出的信信号，信号功功率很小，不不足以实现辐辐射，因而还还要送入功放放级，进行功功率放大。最后，大功率率的射频信号号，经由调谐谐网络耦合到到发射天线，，再由天线发发射出去，实实现信息的发发射。注：习惯上将将发射机中由由边带产生到到完成变频这这部分电路称称为激励器部部分。2.1.3SSB接接收机的组成成一、主要功能能1、选择信号号自由空间存在在着多种多样样的电磁波，，接收机必须须具有选择有有用信号的能能力。2、放大信号号由于无线电通通信的作用距距离，相对都都比较远，能能量会削减，，要求接收机机必须具有对对信号放大的的功能。3、变换信号号由于经天线感感应得到的是是已调射频信信号，这样的的信号只是包包含有调制信信号的信息，，本身并非调调制信号，必必须对其进行行变换。二、主要技技术指标1、灵敏度度指在满足一一定输出信信噪比，并并且使终端端设备能够够获得有效效工作的信信号功率的的前提下，，接收天线线所必须感感应的最小小信号强度度。在保持接收收机输出端端得到额定定的信号功功率和额定定信噪比的的条件下，，在天线端端的信号最最小电动势势。微伏级2、选择性性选择信号、、抑制干扰扰的能力。。单信号选择择性对特定频率率干扰的抑抑制能力。。包括中频干干扰、像频频干扰、邻邻道干扰等等。多信号选择择性非线性作用用产生许多多组合频率率造成的。。主要有阻塞塞、交调、、互调、倒倒易混频等等。三、单边边带接收机机组成fSfNfL1fL2fL3保护电路fi1fi2ωΩ保护电路：：防止强信号号对输入电电路及高放放的损害单边带接收收机组成fSfNfL1fL2fL3输入回路保护电路fi1fi2ωΩ输入回路：：选择有用信信号，抑制制无用信号号单边带接收收机组成fSfNfL1fL2fL3输入回路高频放大保护电路fi1fi2ωΩ高频放大：：天线来的微微弱(微伏伏级)信号号进行放大大，抑制像像频/中频频干扰，提提高信噪比比不可能放大大很大，接接收进来的的噪声等也也大单边带接收收机组成fSfNfL1fL2fL3第一中频放大大器输入回路高频放大第一混频滤波器保护电路fi1fi2ωΩ混频：本振和接收信信号经过非线线性作用，差差变出一固定定中频，从而而使放大器选选择性/放大大倍数大大提提高中频放大器进一步放大中中频信号，并并抑制邻近频频率的干扰单边带接收机机组成fSfNfL1fL2fL3第一中频放大大器第二混频边带滤波第二中频放大大器输入回路高频放大第一混频滤波器保护电路fi1fi2ωΩ单边带接收机机组成fSfNfL1fL2fL3第一中频放大大器第二混频边带滤波第二中频放大大器解调器低频放大器输入回路高频放大第一混频滤波器保护电路fi1fi2ωΩ解调器：检出原来的调调制信号单边带接收机机组成fSfN

fL1

fL2

fL3

第一中频放大器第二混频边带滤波第二中频放大器解调器低频放大器输入回路高频放大第一混频滤波器保护电路fi1

fi2

ωΩ

AGC电路AGC电路：：当接收机输输入信号电压压改变时，使使接收机增益益自动改变以以保证输出电电压基本稳定定。作用：避免输输入电路或第第一级管子受受雷电或附近近强雷达波/大功率发射射台击毁类型低通滤波器：：滤除雷达波干扰白炽灯串联分分压保护：输输入信号较小小时，白炽灯灯不亮，其内内阻也小；强强干扰进入时时，白炽灯亮亮，其内阻增增大，起到保保护作用氖灯并联分流流保护：正反向联接二二极管双向限限幅保护：综合保护：输入保护电路路四、单边带接收机机电路作用：选择有有用信号，抑抑制各种干扰扰组成：LC谐谐振电路或滤滤波器及必要要的耦合元件件电路形式：调调谐式和不调调谐式调谐式：逐点点调谐使之谐谐振于接收频频率不调谐式：不不同波段采用用不同的固定定(带通)滤滤波器，结构构简单，使用用方便，有利利于微机控制制输入电路可由操作员在在控制器上按按[BW]键键选择，也可可随着工作种种类的选择自自动完成常用信号的带带宽单边带话音信信号(J3E)：3KHz调幅话音信号号(H3E)：6KHz移频报(NBDP/DSCF1B