基于單邊帶通信系統(tǒng)的探討

鄭偉軍

廣東捷建消防設施檢測有限公司，廣東 湛江 524000

1 單邊帶通信系統(tǒng)的概述

何為單邊帶通信。為了達到提高通信效率和節(jié)約通信頻帶的目的，在通信時，將載頻和其中一個邊帶加以抑制，只發(fā)送一個邊帶的通信方式就稱為單邊帶通信。通信系統(tǒng)中，載波經音頻信號調制后，包括了載波頻率和均能用來傳輸信息的上、下兩個邊帶。一般情況下，傳遞信號一個邊帶就足夠了，但是一般的通信系統(tǒng)中，經常把載波頻率和上、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用于有線載波電話、無線電通信、傳真、電視和數據傳輸等通信網，其中有線載波電話和遠距離點對點短波無線電通信是最常用的。

第一個單邊帶通信系統(tǒng)專利被注冊是在1923年，并且在美國和英國之間建立了一個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、接收機、終端設備、天線、饋線和電源設備組成。單邊帶信號的產生可以有3種即濾波法、相位補償法、合成法。目前我國生產的單邊帶電臺基本上都是采用的濾波法。

2 單邊帶通信系統(tǒng)的技術和設備

單邊帶通信系統(tǒng)收發(fā)單元包括接收機、發(fā)信機和收發(fā)控制器。在發(fā)送端，發(fā)信機的基本組成部分是激勵器、功率放大器、天線調諧回路、頻率合成器，其作用是將終端設備送來的經過控制臺進行音頻處理、電路處理后的音頻信號，然后經過調制、搬頻、驅動和功放后，送往天線調諧器經發(fā)射天線向外輻射。接收機主要由預選器，線性放大器、混頻器、頻率合成器、解調器等組成，其作用是把接收天線上感應的電動勢放大、解調、音效，然后經音頻處理、電路處理后送往終端設備。在接收端，單邊帶信號的解調通常采用的是相干解調，其具體實現方法類似于單邊帶信號的產生，其解調過程也就是單邊帶信號產生的逆過程。

由于發(fā)信機的實際負載是中短波發(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)射天線之間接一個天線調諧回絡，以此來實現發(fā)射天線與發(fā)射機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后向外發(fā)射。饋線系統(tǒng)是位于收發(fā)信設備與天線之間，它的主要技術要求是傳輸效率高和天線效應小，一般要求發(fā)信饋線小于1.5dB，收信饋線損耗小于6dB。電源作用是向電臺各部分提供正常工作所需的電壓或電流，在交流電出現故障時自動轉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

單邊帶通信的優(yōu)點是：1）節(jié)約頻帶，提高了頻譜的利用率，減少信道使用時的擁擠程度；2）由于它不傳送載波和另一個邊帶，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)射機發(fā)射時不發(fā)送載頻，提高了保密性。其缺點是設備比較復雜；4）單邊帶通信采用的是一個邊帶的發(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。其中單邊帶通信系統(tǒng)最重要的一個優(yōu)點就是能夠更有效地利用現有的頻譜資源，通常情況下，傳輸一個調幅信號所需的寬帶相當于傳輸兩個單邊帶通信的寬帶，因此單邊帶通信的通信方式特別適用于已經過分擁擠的高頻譜區(qū)。

在單邊帶通信系統(tǒng)的優(yōu)點中也夾雜著缺點，對于語音信號的傳輸，單邊帶通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點就是去除了所發(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)點并不適合于音樂信號的傳輸，如若要傳輸音樂信號，又將導致有效輻射功率的增加。它的另外一個缺點就是接收端必須先恢復原來失去的載波，才能檢測出原來的信號，對載頻穩(wěn)定度要求很高，這樣一來，對各級振蕩器的頻率穩(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，對濾波器的制造和調整也提出了更高的要求。

4 針對單邊帶通信系統(tǒng)發(fā)展現狀提出的一些看法和建議

1）短波電臺向小、輕、薄型方向發(fā)展：微電子技術的迅猛發(fā)展，使整機小型化的進程加快。應當使用新材料、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：單邊帶通信系統(tǒng)所采用的天線類型主要取決于以下幾個方面：通信距離、天線方向性和電臺的開設條件。天線的電性能會受到晝夜，季節(jié)，年份的影響，所以必須適應天波傳輸的特點。要達到通信穩(wěn)定的目的，通信頻率要在3倍～5倍的范圍內變化，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小于4度～6度，垂直方向半功率波束寬度不應小于20度～25度，在路徑出現擺動時也能夠維持通信。當然天線的具體選擇還要視線路條件及開設的具體情況而定。

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

4）在單邊帶通信系統(tǒng)的線路上采用壓縮擴張技術，從而在同樣的功率和傳輸條件下，提高了線路的通信質量和可通率。但是需要注意的是，當傳輸數據時，數據信號不要通過壓縮擴張器。

5）要處理好調制信號和單邊帶信號的關系，換句話說就是在調制信號頻譜的搬移過程中，只能允許調制信號頻譜在頻率軸上左右移動，而絕不允許產生任何新的頻率分量，否則傳輸信號就會出現失真。

5 結論

單邊帶通信系統(tǒng)有著光明的發(fā)展前景，其設備和技術應用廣泛，并且在不斷擴展和創(chuàng)新中。目前該技術的發(fā)展情況而言,在我國還有很大的發(fā)展空間，并且還有很多地方可以實際應用,希望該技術能夠加快發(fā)展的步伐，積極開發(fā)研究，為我國的通信事業(yè)做出更大的貢獻。

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