第五章短波通信系统5-2教材课件.ppt

1、5.2 5.2 短波单边带通信技术短波单边带通信技术第五章第五章 短波通信系统短波通信系统5.1 5.1 现代短波通信概述现代短波通信概述5.4 5.4 短波跳频通信技术短波跳频通信技术5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念1.1.单边带信号的产生单边带信号的产生滤波法产生单边带信号滤波法产生单边带信号F(w)F(w)F(w)5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念2.2.单边带信号的分类单边带信号的分类原型单边带原型单边带(很少用很少用)：只利用一个边带。：只利用一个边带。独立单边带

2、独立单边带(常用常用)：发射机发射两个边带，：发射机发射两个边带，但两个边带中含有两种不同的消息。但两个边带中含有两种不同的消息。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3.3.单边带信号的分析单边带信号的分析调制信号：调制信号：1()cos()nNnnnutUt载频信号：载频信号：()cos()ccccu tUt调幅信号：调幅信号：()()cos()AMcccutUKutt包络正比于调制信号包络正比于调制信号5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3.3.单边带信号的分析单边带信号的分析调幅信号表示为：调幅信号表示为：11()cos()

3、()2 +cos()2AMcccNcncncnnNcncncnnutUtUm costUmt上边带上边带下边带下边带nncKumU5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3.3.单边带信号的分析单边带信号的分析从频率上看从频率上看,单单(上上)边带信号是调制信号在边带信号是调制信号在频率轴上平移频率轴上平移(采用下边带时还有频谱倒置采用下边带时还有频谱倒置)，并抑制了载波项。这种关系称为线性频率，并抑制了载波项。这种关系称为线性频率搬移，故单边带调制属搬移，故单边带调制属线性调制线性调制的一种。的一种。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本

4、概念3.3.单边带信号的分析单边带信号的分析从幅度上看，单边带信号的包络形状与调制从幅度上看，单边带信号的包络形状与调制信号的包络形状相同，但与其波形不同；而信号的包络形状相同，但与其波形不同；而AM信号的包络与调制信号的波形呈线性关信号的包络与调制信号的波形呈线性关系。因此接收单边带信号时不能采用系。因此接收单边带信号时不能采用AM信信号的包络检测法，而应该采用频谱搬移法。号的包络检测法，而应该采用频谱搬移法。5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念3.3.单边带信号的分析单边带信号的分析从相位上看，单边带信号频谱中各频率分从相位上看，单边带信号频谱中各频率分量较

5、调制信号增加了一个固定的相位差。量较调制信号增加了一个固定的相位差。从频谱的观点看，单边带调制实质上就从频谱的观点看，单边带调制实质上就是频谱搬移。搬移过程中若产生新的频率分是频谱搬移。搬移过程中若产生新的频率分量会导致重建信号失真。量会导致重建信号失真。1.SSB通信的特点通信的特点 节约了频谱，提高了信道复用率节约了频谱，提高了信道复用率 节约了功率，利于通信设备小型化节约了功率，利于通信设备小型化 抗选择性衰落能力强抗选择性衰落能力强 无门限效应，抗噪声干扰能力强无门限效应，抗噪声干扰能力强 信道间干扰小，易入网通信信道间干扰小，易入网通信5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基

6、本概念通信的基本概念2.SSB通信的技术问题通信的技术问题 对载频稳定度要求高对载频稳定度要求高 对边带滤波器的性能要求高对边带滤波器的性能要求高 对对SSBSSB通信系统的线性要求高通信系统的线性要求高5.2.1 SSB 5.2.1 SSB 通信的基本概念通信的基本概念SSB通信机多采用非导频制及载频抑制方通信机多采用非导频制及载频抑制方式，并采用式，并采用“独立边带独立边带（ISB）制制”。5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成及工作过程通信系统的组成及工作过程导频制导频制SSB SSB 通信机通信机非导频制（抑制载频）非导频制（抑制载频）SSB SSB 通信机通信机SSBSS

7、B通信系统的发信机框图通信系统的发信机框图5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成SSBSSB通信系统的收信机框图通信系统的收信机框图5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成1 1、单边带信号产生器单边带信号产生器 载波输出（载漏）小载波输出（载漏）小 失真小失真小 效率高效率高n 平衡调制器平衡调制器5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成1 1、单边带信号产生器单边带信号产生器n 边带滤波器边带滤波器40dBb（dB）通带阻带阻带过度带0cfminFfcmaxFfcf一般用过渡带的一般用过渡带的斜率作为过渡特性斜率作为

8、过渡特性的指标。的指标。FbStmin5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成2 2、混频器混频器 非线性器件（二极管、三极管或场非线性器件（二极管、三极管或场效应管等）效应管等）选频电路选频电路5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成二）各主要部分的功能和特点SSBSSB发信机的输出功率，根据要求不同发信机的输出功率，根据要求不同，一般为几瓦、几百瓦甚至几千瓦，对这，一般为几瓦、几百瓦甚至几千瓦，对这种高频大功率放大器主要要求失真小或线种高频大功率放大器主要要求失真小或线性好，因此，常称为线性放大器。性好，因此，常称为线性放大器。5.2.2 S

9、SB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成4 4、频率合成器、频率合成器SSBSSB收、发信机对频率稳定度和准确度收、发信机对频率稳定度和准确度的要求是很高的，能够满足其要求的频率的要求是很高的，能够满足其要求的频率源一般采用源一般采用“频率合成技术频率合成技术”，所以称之，所以称之为频率合成器。为频率合成器。5.2.2 SSB5.2.2 SSB通信系统的组成通信系统的组成5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标一、频率稳定度及改善频率稳定度的方法一、频率稳定度及改善频率稳定度的方法 频率稳定度频率稳定度6100/21.67 1030fSffM 由于

10、由于SSB收信机恢复基带信号采用频谱搬收信机恢复基带信号采用频谱搬移法，所以要求整个通信系统的频率误差不移法，所以要求整个通信系统的频率误差不能大于能大于 100Hz，这就要求收、发信的频率稳，这就要求收、发信的频率稳定度优于定度优于106。5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标一、频率稳定度及改善频率稳定度的方法一、频率稳定度及改善频率稳定度的方法 改善频率稳定度的方法改善频率稳定度的方法采用带恒温装置的高精度和高稳定度的采用带恒温装置的高精度和高稳定度的石英晶振作标准频率源。石英晶振作标准频率源。采用合适的频率合成器，以提供高准确采用合适的频率合成器，

11、以提供高准确度和高稳定度的工作频率。度和高稳定度的工作频率。由于由于SSB SSB 通信机中通频带的限制、频带内通信机中通频带的限制、频带内特性的不均匀性所导致的边带内各频率分量振特性的不均匀性所导致的边带内各频率分量振幅相对关系发生的变化。幅相对关系发生的变化。二、线性失真及减小线性失真的方法二、线性失真及减小线性失真的方法 何谓线性何谓线性(频率频率)失真失真5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标二、线性失真及减小线性失真的方法二、线性失真及减小线性失真的方法5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标线性失真是线性电路

12、引起的。线性失真是线性电路引起的。在在SSB SSB 通信机中，线性失真主要发生通信机中，线性失真主要发生在通频带最窄的边带滤波器中。在通频带最窄的边带滤波器中。线性失真产生的原因线性失真产生的原因二、线性失真及减小线性失真的方法二、线性失真及减小线性失真的方法5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标边带滤波器除了通带衰减小、过渡带边带滤波器除了通带衰减小、过渡带尽可能陡峭外，通带应尽可能平坦，因而尽可能陡峭外，通带应尽可能平坦，因而要求要求Q值高。值高。减小线性失真的方法减小线性失真的方法常用石英晶体滤波器和机械滤波器。常用石英晶体滤波器和机械滤波器。非线

13、性失真是由于混频器和放大器等非非线性失真是由于混频器和放大器等非线性器件所产生的组合频率分量落入通带内线性器件所产生的组合频率分量落入通带内导致的导致的SSB SSB 信号的变化。信号的变化。三、非线性失真及减小非线性干扰的方法三、非线性失真及减小非线性干扰的方法5.2.3 SSB 5.2.3 SSB 通信系统的技术指标通信系统的技术指标 何谓非线性失真何谓非线性失真有用信号通过非线性器件产生的组合有用信号通过非线性器件产生的组合频率分量引起的非线性失真。频率分量引起的非线性失真。互调失真互调失真一、单边带发信机的设计一、单边带发信机的设计1 1、单边带信号产生方法的选择、单边带信号产生方法的

14、选择n 滤波器法；滤波器法；n 相移法；相移法；n 滤波相位补偿法；滤波相位补偿法；n 合成法合成法5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计一、单边带发信机的设计一、单边带发信机的设计1 1、单边带信号产生方法的选择、单边带信号产生方法的选择5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计2 2、发信机组成原则、发信机组成原则n由于产生单边带信号的调制器和边带滤由于产生单边带信号的调制器和边带滤波器都不能承受高电平信号，所以单边波器都不能承受高电平信号，所以单边带信号总是在低电平下形成；带信号总是在低电平下形成；n由于话音信号低端只有几百由于话音

15、信号低端只有几百HzHz，若将之，若将之频谱搬移到短波波段，相应的频谱搬移到短波波段，相应的SSBSSB信号必信号必须在低载频上形成须在低载频上形成一、单边带发信机的设计一、单边带发信机的设计5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计5.2.4 SSB 5.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计二、单边带收信机的设计二、单边带收信机的设计1 1、混频次数的选择、混频次数的选择SSBSSB收信机大多采用二次或三次混频。收信机大多采用二次或三次混频。当然，若边带滤波器的频率能够胜任，而当然，若边带滤波器的频率能够胜任，而采用一次变频方案是求之不得的。采用一次变频方案

16、是求之不得的。2 2、中频频率选择、中频频率选择5.2.45.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计二、单边带收信机的设计二、单边带收信机的设计n高中频方案高中频方案 可大大提高中频和镜像抗拒比；可大大提高中频和镜像抗拒比；有利于减小互调干扰有利于减小互调干扰 采用高中频也带来一些新问题采用高中频也带来一些新问题5.2.45.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计二、单边带收信机的设计二、单边带收信机的设计3 3、选择性分配、选择性分配n高频滤波器高频滤波器n中频滤波器中频滤波器n边带滤波器边带滤波器5.2.45.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计二、单边带收信机的设计二、单边带收信机的设计4 4、解调前增益分配、解调前增益分配单边带解调前要求信号电平大于单边带解调前要求信号电平大于100mV100mV，而收信机灵敏度为，而收信机灵敏度为1UV1UV左右，所以解调前左右，所以解调前总增益约总增益约100dB100dB。达到该增益并不困难，问。达到该增益并不困难，问题的关键是增益要合理分配。题的关键是增益要合理分配。5.2.45.2.4 SSB 通信系统的设计通信系统的设计二、单边带收信机的设计二、单边带收信机的设计5 5、SSBSSB收信机前端电路考虑收信机前端电路考虑6 6、对频率合成器的要求、对频率合成器的要求