基于单边带通信系统的探讨

2011-06-14郑伟军

科技传播 2011年10期

郑伟军

广东捷建消防设施检测有限公司，广东湛江 524000

1 单边带通信系统的概述

何为单边带通信。为了达到提高通信效率和节约通信频带的目的，在通信时，将载频和其中一个边带加以抑制，只发送一个边带的通信方式就称为单边带通信。通信系统中，载波经音频信号调制后，包括了载波频率和均能用来传输信息的上、下两个边带。一般情况下，传递信号一个边带就足够了，但是一般的通信系统中，经常把载波频率和上、下边带一起发送出去，这样就使得发射功率中的大部分功率被消耗掉了，并且还要占用较宽的通信频带。所以进行单边带通信系统的研究是很有必要的。单边带通信可以广泛应用于有线载波电话、无线电通信、传真、电视和数据传输等通信网，其中有线载波电话和远距离点对点短波无线电通信是最常用的。

第一个单边带通信系统专利被注册是在1923年，并且在美国和英国之间建立了一个成功的单边带通信系统。单边带通信系统通常是由发信机、接收机、终端设备、天线、馈线和电源设备组成。单边带信号的产生可以有3种即滤波法、相位补偿法、合成法。目前我国生产的单边带电台基本上都是采用的滤波法。

2 单边带通信系统的技术和设备

单边带通信系统收发单元包括接收机、发信机和收发控制器。在发送端，发信机的基本组成部分是激励器、功率放大器、天线调谐回路、频率合成器，其作用是将终端设备送来的经过控制台进行音频处理、电路处理后的音频信号，然后经过调制、搬频、驱动和功放后，送往天线调谐器经发射天线向外辐射。接收机主要由预选器，线性放大器、混频器、频率合成器、解调器等组成，其作用是把接收天线上感应的电动势放大、解调、音效，然后经音频处理、电路处理后送往终端设备。在接收端，单边带信号的解调通常采用的是相干解调，其具体实现方法类似于单边带信号的产生，其解调过程也就是单边带信号产生的逆过程。

由于发信机的实际负载是中短波发射天线，其在不同的地域环境条件下有很大的变化，所以需要在功放输出与发射天线之间接一个天线调谐回络，以此来实现发射天线与发射机功放之间的谐振与匹配，从而使功放提供的功率能最大限度地输送到天线，使天线在获得最大的射频信号后向外发射。馈线系统是位于收发信设备与天线之间，它的主要技术要求是传输效率高和天线效应小，一般要求发信馈线小于1.5dB，收信馈线损耗小于6dB。电源作用是向电台各部分提供正常工作所需的电压或电流，在交流电出现故障时自动转换到由蓄电池直流供电工作。

3 单边带通信系统的优缺点

单边带通信的优点是：1）节约频带，提高了频谱的利用率，减少信道使用时的拥挤程度；2）由于它不传送载波和另一个边带，因此具有低功耗，减轻重量的好处，能够节省四分之三的发射功率；3）由于单边带发射机发射时不发送载频，提高了保密性。其缺点是设备比较复杂；4）单边带通信采用的是一个边带的发射，因此减少了信道的互扰；5）从频带利用方面看，单边带通信可以缩减频谱,加倍地利用空间波道；6）抗选择性衰落能力强。其中单边带通信系统最重要的一个优点就是能够更有效地利用现有的频谱资源，通常情况下，传输一个调幅信号所需的宽带相当于传输两个单边带通信的宽带，因此单边带通信的通信方式特别适用于已经过分拥挤的高频谱区。

在单边带通信系统的优点中也夹杂着缺点，对于语音信号的传输，单边带通信系统的主要优点就是去除了所发射的载波，节省了发射功率，提高了保密性。但是该优点并不适合于音乐信号的传输，如若要传输音乐信号，又将导致有效辐射功率的增加。它的另外一个缺点就是接收端必须先恢复原来失去的载波，才能检测出原来的信号，对载频稳定度要求很高，这样一来，对各级振荡器的频率稳定度就提出了更高的要求，另外要求电路性能稳定并且选择性好，对滤波器的制造和调整也提出了更高的要求。

4 针对单边带通信系统发展现状提出的一些看法和建议

1）短波电台向小、轻、薄型方向发展：微电子技术的迅猛发展，使整机小型化的进程加快。应当使用新材料、新工艺，使整体体积、重量降低，并且提高其兼容性、可靠性，使其功能增加。

2）天线的选择：单边带通信系统所采用的天线类型主要取决于以下几个方面：通信距离、天线方向性和电台的开设条件。天线的电性能会受到昼夜，季节，年份的影响，所以必须适应天波传输的特点。要达到通信稳定的目的，通信频率要在3倍～5倍的范围内变化，即天线要具有宽频带的特性。并且天线方向图主瓣不能够太窄，水平方向图半功率波束宽度不应小于4度～6度，垂直方向半功率波束宽度不应小于20度～25度，在路径出现摆动时也能够维持通信。当然天线的具体选择还要视线路条件及开设的具体情况而定。

3）馈线系统的选择：选用馈线时应考虑阻抗特性、工作频率、发射频率、施工维修和造价等综合因素。

4）在单边带通信系统的线路上采用压缩扩张技术，从而在同样的功率和传输条件下，提高了线路的通信质量和可通率。但是需要注意的是，当传输数据时，数据信号不要通过压缩扩张器。

5）要处理好调制信号和单边带信号的关系，换句话说就是在调制信号频谱的搬移过程中，只能允许调制信号频谱在频率轴上左右移动，而绝不允许产生任何新的频率分量，否则传输信号就会出现失真。