基于單邊帶通信系統的探討

鄭偉軍

廣東捷建消防設施檢測有限公司，廣東 湛江 524000

1 單邊帶通信系統的概述

何為單邊帶通信。為了達到提高通信效率和節約通信頻帶的目的，在通信時，將載頻和其中一個邊帶加以抑制，只發送一個邊帶的通信方式就稱為單邊帶通信。通信系統中，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中，經常把載波頻率和上、下邊帶一起發送出去，這樣就使得發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。單邊帶通信系統通常是由發信機、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 單邊帶通信系統的技術和設備

單邊帶通信系統收發單元包括接收機、發信機和收發控制器。在發送端，發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。

由于發信機的實際負載是中短波發射天線，其在不同的地域環境條件下有很大的變化，所以需要在功放輸出與發射天線之間接一個天線調諧回絡，以此來實現發射天線與發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射。饋線系統是位于收發信設備與天線之間，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 單邊帶通信系統的優缺點

單邊帶通信的優點是：1）節約頻帶，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，能夠節省四分之三的發射功率；3）由于單邊帶發射機發射時不發送載頻，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最重要的一個優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。

在單邊帶通信系統的優點中也夾雜著缺點，對于語音信號的傳輸，單邊帶通信系統的主要優點就是去除了所發射的載波，節省了發射功率，提高了保密性。但是該優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，對載頻穩定度要求很高，這樣一來，對各級振蕩器的頻率穩定度就提出了更高的要求，另外要求電路性能穩定并且選擇性好，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發展現狀提出的一些看法和建議

1）短波電臺向小、輕、薄型方向發展：微電子技術的迅猛發展，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，年份的影響，所以必須適應天波傳輸的特點。要達到通信穩定的目的，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）饋線系統的選擇：選用饋線時應考慮阻抗特性、工作頻率、發射頻率、施工維修和造價等綜合因素。

4）在單邊帶通信系統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

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

[1]付永慶，張林.單邊帶調制與解調系統的仿真實現技術研究[J].應用科技，2001，28(11)：20.

[2]沈振元，聶志泉，趙雪荷.通信系統原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，1993.

[3]藍悅盛，邵克玉.單邊帶通信原理[M].北京：海洋出版社，1991.

[4]羅衛兵，孫樺，張捷.System View動態系統分析及通信系統仿真設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001.