蕾 建 水 产
Fujin Fisl=erles
单边带通信技术及其动态
姚 桂 祥
(福建省水产研完所)
一
、 单边带通信厦其优点
我们知遭，一个载波信号u。(t)=U COS(O t，经过单音频信号uQ(t)=Ua CO$Qt
调制后所得到的凋幅波信号为
u(t) (U +UO COS Qt)coso),t
= U (1+tacOS Qt)coso~ct
u cOS∞。t+ u (30s(∞‘+ o)t+ u~mCOS(co‘一 Q)t
‘ ■
式中：
U ——载波信号的振幅值， 。广-载波信号的角频率，
U O ——单音频信号的振幅但， Q——单音频信号的角频率，
m——调 幅系数或调幅度，m=U Q⋯／U 。
上式表明调幅波由三个频率分量组成 第一项(u (30s∞。t)为载波，第二项l詈
Uc=cos(co。+Q)t]为上边频，最后一项C~U==cos(cot—Q)t]为下边频，图1所示
是 它们的频谱图。
实际上调制信号往往不是单音频信号，而
是由许多频率分量组成的强弱不断变化的话音
信号。若调制信号的频率范围是从 Q1到 Q ，
如图2(a)所示，载波频率为CO ，那么已调信号
册频谱就如图2(10)所示。调制信号的频谱被
搬移到载频两旁，成为上边带和下边带，即双
边带调幅。双边带调幅的已调波信号的频带宽
度 等于调制信号最高频率的2倍 [对于图2(b)
就是 (∞ +Q 2) 一 (∞ 一 Q 2)=2 Q2]
由于调幅波所传送的信息包含在两个边带
分量之中，而且上下边带频谱分量是对称的，
·56·
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蔓一≤4鼻
田1 单音嚷■叠的蕾臻
载波本身不包含信息，因此可以去掉载渡
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和一个边带 ，只发送另一个边带，这就是所谓
单边带调制 。只要先产生双边带或抑制载波信
号，如图 2(c)所示，再经滤波器选择就可以
得到如图 2(d)或 (e)所示的只有上边 带 或
下边带的单边带信号。
与普通双边带调幅相比，单边带调制有如
下之优点。
1． 占用频带 窄。
单边带调制可使频带压缩一半，对于图 2
(d)， (e)，其频带 宽 度 为 (∞ +Q2) 一
(∞ + Q1)=(∞ 一 Q1) 一(∞ 一 Q 2)= Q 2一
O Q 。在短波波段内，如果每个电台占用
的频带能压缩一半，那么，在全波段内可 以容
纳 的电台就可增加一倍
在收信机方面，采用了单边带后，可 以把
放大器的通带宽度压缩一半，使得收信机的信
一
L_●L————— —————。———一 ．
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j
二二
= ：
田 2 双边带，单边带豆抑村载波调一的
鞭谐
号噪声比增加一倍。这相当于把发信机功率提高一倍。在收信机方面，工作频带宽度减
小一半，在抗干扰性能上也相应地增强了。
2．抗选择性 衷 落强 。
在 电波传播避程中，对于不同频率的分量可能产生不 同程度的幅度衰减和相移，这
种现象叫做选择性衰落现象。对于双边带调幅，载频和上下边频各分量受到不同的幅度
衰减和不成比例的相位移，接收到的信号就要产生失真。例如，载频幅度若衰减很多，
而边频幅度却衰减不多，那么接收到的调幅波边频分量很强，载频很弱，调幅系数m就
可能太于 1，出现所谓 “过调制 的失真波形。但单边带信号只有一个边带，就不致引
起上述失真，也就是说，单边带制能消减选择性衰落，抗选择性衰落能力强。
上述抗干扰和抗选择性衰落所获得的利益在不 良的通信条件下是非常 巨大的。往往
双边带调幅制已经无法通信，改用单边带后仍能很满意地工作。这可以用图 3加 以说明，
例如普通无线 电话，音频调制信号是300--3000Hz，调幅后的射频频带最大宽度是 fc±
S000Hz，如果有一个干扰信号，它的 频 率是
fo--1000Hz(fc是调 幅波的载频频率) ，那 么 ，
干扰将混入信号频率而无法分开。如果使用单 ———：[： !]：：：一一⋯ ． 边带制，只要选用 +300--f +3000Hz的 那 ‘ ” “
个边带，f。以下的信号可加 以滤除，因此 使干 蛋 3 干扰在某一边昔时构情况
抗的影响太大削弱。
3．节省功率 。
若调制信号为单频正弦波，负载电阻为R，根据u(t) =U CO$~0 t+ U COS(∞．
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一
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+西)t+ -U．~cos(∞ —Q)t中载频、边频分量的幅度关系，就可写出负载上所得刊的
各分量功率为·
(1)载波功率P =÷· ，
(2)上边频功率Pu=专· (詈u z·一 =孚PcI
(‘3)下边频功率PL：Pu= P 。
4
总边顿功率 PuL=Pu+PL= P ，总功率P= (1+ )P 当m：1时，P：1．5P ，PuL
‘
=0．5Pt，有用功率只有总功率的l上-(PuL／P：0．5P ／1．5P =1／3)。
a
单边带调制只发射一个边带，因此，全部发射功率都是有用的，这就是说单边带比
双边带功率节约 2／ 3，相当子大约4．SdB的功率增益。实际上， 由于一般情况m的 平
均值只有3O舾左右，所 以单边带功率增益还要高。
如果单边带发射机与双边带发射机蜩总功率相等，那末在接收端收到的单边带信号
就比双边带信号强度大 ，相 当于信噪比提高了。
=，单边带通信的技术问题
要把单边带技术运用到实际的无线电通信中去，必须解决单边带信号的产生，发射
和接收等问题，在解决这些问题的同时，出现了单边带信号的滤波技术，放大线性和重
置载频精度等问题．
I．滤 波技 术问题
单边带信号的产生，一般都是先获得普通调幅信号，在调幅过程中利用平衡调制器
(相乘器)消去载频，得 到一个无载频的双边带信号，再用滤泼器取出两个边带的压何
一 个即可。实际上并不那么简单，我们举出实际频率的数字来说明这个 问题 。若调制信
号频率F=300Hz(语音的低端频率)，载波频率f =IOMHz，那么上边带的频率为 f +
F=10．0003MHz，而下边带频率为f 一F=9．9997MHz，要取出f +F，滤除 —F(一
般要抑制60dB以上)，两个边带的相对差值太近，即 (f +F) 一 (f 一F)／f =2F／f
=2×300／107=0．n06舾，滤波器的滤波特性就要很陡，要制作这样的滤波器是很困难
的 。
如果调制信号频率不变，把载波频率降低到 f ：100kHz，则 +F：100．3kHzt
f 一F=99．7kHz，边带的相对差值拉开了，Hp2F／f。=2×300／l =0．6％， 滤波 器
易 于实现。但是100KHz这样的频率值常常不是我们希望的载波频率。为了解决上 述矛
盾，实际的单边带发射机都是通过多次平衡调制和滤波，进行频率搬移，使载波频率逐
步提高到所需要的射频频率。随着滤波技术的发展，第一载波的频率不断提高，日本IC
— M7OO型单边带 电台的第一载波频率已提高到 9 MHz左右。
解决滤波特性陡度问题的另一途径，就是电视图像信号传输 中所采用的 “残留边带
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调制 。由于电视圈像信号的频谱包含有直流分量或接近于直流的分量，如图4(a)所
示，调幅后信号频谱的上下边带 就连成一片，中间没有间隔，如图 4(b)所示。如果希
望把其中一个边带取出来，如图4(d)所示，就需要制作截止特性非常陡的滤波器，如
圈 4(c)所示，这在实际上是不可能做到
啪 。如果甩一个幅度传输特性如图4(e)
所示的滤波器 (斜切滤波器)来滤除双边
带调幅信号，在 0～∞ 范围内下边带频谱
无失真地通过，在。 一。 范围内，下边带
频谱虽然被削减了一部分，但是由于对称
泊自关系，这一部分可以由 一。 范围内的
上边带频谱分量来补偿。也就是说，把上
边带通过滤波器的一小部分频谱补足下边
带 缺少的那一小部分，信号就不会失真。
这种方法就叫做残留边带调制 ，它解决了
单边带调制中制作截止特性非常陡的滤波
器的困难，也基本上保留了单边带调制的
特 点。
2． 放 大 线性 问题
为了藏小单边带信号在频率搬移中的
寄生频率的幅度，通常进行单边带信号搬
i t i I ”t∞
- ： ．． ．三
匕： ．
图4 残留边带调射的撰落
秽用的平衡调制器，都是工柞在低电平，
曲激励器输 出的单边带信号功率通常在0．1—10w 范围内，因此就需要加 以功率放大，使
送蓟天线上去Hg功率达到规定指标。但单边带发射机的功率放大与调幅机不同，由于用
它来放大的高频信号是一个振幅和相角都在变化 (调幅调相波)的单边带信号，园此要
求放大器除输出规定的功率外，还必须使其输出与输入保持 良好的直线关系，才能使放
大器输出单边带信号的包络不失真，这就不能再用调幅机中所采用的工作于丙类的高频
l功率放大器，而只能采用工作于甲类或甲乙凳的 “线性功率放大器” (即具有较宽线性
范围的功率放大器)。在运用方面，线性射频放大器的调整也要比一般发信机中的丙类
放大器困难得多。如何获得射频功率放犬器的线性振幅特性，这是单边带通信技术中要
解 决的另一重要课题。
3．重置载顿精度 问题
单边带通信最大的困难在接收方面，我们知道，收信机收到的单边带信号一般只包
畲 小量的载频或者根 本没有载频，即mssB(t) u cos(~o ± f1)t。这样的信号如果使
‘
用 普通收信机中包络检波器来检波的话，得 的音颤信号是完全不能分辨原来信号的意
义的。我们要了解它所包含消息的意义，必需由us∞(t)=。mUc, cos C∞c±Q)t内 分 出
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Q分量，也就是要得到原来的音频信
号u Q(t)=U Q COS Qt才行。这 就
要用乘积检波器，让一个与原来载
频频率相等的重置载波 (即本地载
波)对单边带信号进行拍频(相乘)，
如图 5所示，把得到明信号uI(t)
通挝低通滤波器，滤去不需要 的 高
~,Jilm* U ¨
圈 5 曩积棱馊誓的方枉圈
频部分，就可以 得到频率为 Q的音频信号u (t)，即还原出原调制信号。
假定单边带信 号 ussB(t) = u cmCOS(∞ +f1)t，加入的本地载波u (t)=U c05-
∞ t，两者 相乘 (乘积检波)得
“l(t) =ussB(t) ·u (t)
= u os(co。+ f1)t·u 岫c。s∞ t
： ： ：! cos(2co +Q
4
用低通滤波器滤去!
)+ c。s Qt
。s(2。 Q)，得到音频信号u。(t)= c。s Qt
即 为原调制信号。
由上面可 以看 出，要得到原来的音频信号 cos Qt，重置载波的频率必 须
4
严格地和原来载频相同。虽然一般情况下可 以允许有一些误差，例 如 2O一7OHz，。但
是在短波波段内，这样的要求也是很高的。如果允许误差是451-Iz，在工柞频率 为 l5M
Hz时，要求的频稳度将是45／15X10 =3×10～，这个数字比国际短波无线电路规定的
顿稳度3×10 高1O倍。要褥到这样高的频稳度，必须在收、发信设备中采取特殊的措
施，技术上很不容易。单边带制通信过去之所以不能迅速地发展，这也是其中一个主要
的原因。
三、单边带通信的动态
单边带无线电通信技术，从它的理论出现到 目前已有半个世纪，但是由于技术上的
巨大困难，如单边带信号的滤波、线性放大和重置载频的精度等问题，从而使单边带无
线 电通信不能得到迅速的发展。
近几年来，随着无线电技术的迅速进步，晶体管，场效应管和集成 电路等的大量出
现，传输线变压器的广泛应用，尤其是频率合成技术、滤波技术的发展，为单边带无缇
电通信的推广应用创造了有利条件。1968年开始，日本除了27MHz1w以下小型无 线
电话机以外，所有中短波、短波和部分27MHz的无线电通信逐步转为单边带通信。
单边带无线电通信，不论在发信或收信系统方面，优点都是非常突出的。占用频带
窄，能节省功率。抗选择性衰落能力强和抗干扰性能好，对长距离无线 电通信来说，单
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边带制更为适台。在特高频散射通信，流动车轮，航空通信和渔业通信方面，都有以单
边带制代替调频制的趋势。我国幅员广大，地形复杂，短波单边带无线 电通信将是整个
通信网络体系中主要的构成单元之一。早在60年代开始，我国中、大功率的短波军用电
台，就逐渐向单边带制过渡。目前国内生产单边带的厂家已遍布全国各地，东有无锡无
线 电厂、南京714厂 (即南京无线电厂) ，南有广州75o厂，西有宝鸡7B9厂 (烽火 无 线
电厂)，北有天津广播器材公司通信导航设备厂。我省渔业无线 电通信中，单边带通信
的应用，起步比较迟，198o年才开始装备单边带通信设备 (1Ow的1O百)，而且发展不
快。随着渔业生产的发展 ，单边带通信又重整旗鼓，到1987年为止 ，垒省渔业生产系统装
备单边带通信设备已达lO8台，其中lOW的10台，l5—50w田1O台，lOOW的 1台，125w
的 1台，150w的85台，4ooW的 l台。为了适应单边带通信发展耵需要，1986年省水产
厅委托省水产干校举办了一簸定位仪、单边带技术培训班，前年 (1987年) 9月份又委
托省水产干校举办一期单边带技术培训班，对进一步掌握单边带通信技术太有益处。
总之，随着无线电技术的发展，特别是频率台成技术和滤波技术的发展 ，逐步解决
了单边带调制 中的一些技术问题 使利多弊少的单边带通信体制得 以发展，它将有可毖
在通信的领域中取代调幅制，成为长距离通信的重要体制。
参 考 文 献
C1]1978午第217号日本 渔船》
(2]蜘挂祥福建承产。1987年 (2) “日本渔船电子但器装备现状和动向
【3]人 民邮电出版社，1983年。 《单边带无线电通信 》壬琪
[4]人民邮电出版社，198o年。 《高额电路》清华大学通信教研组。
[5]1979年4月 单边带原理和电路》中国人民辑放军总参谋部通信部。
(上接第67页)
相应的治疗措施即可。然而，由于真鲷摄食量在水温下降至l3—14℃以下时急剧下降，
日服用药几乎无效，既便是使用对病原菌具有高致敏性的抗菌素也是如此。因而低水温
船养殖真鲷的防治，关键在于以防为主，即通过在秋冬季投喂优质饵料，降低放养密度，
达到增强养殖鱼体质及抗病力 的防治 目的。由于滑走细菌开始活动的水温约15℃，投喂
优质饵至少必须在水温降至16—17℃之前进行。另有养殖试验结果表明：放 养 密 度 为
3 kg／m。以下，有利大幅度降低细菌感染症所致的越冬期损耗，反之，超过上述密度，
损耗也随之严重，这也许是基于抑制应激反应的一种现象。但是，实际上，如果立足于
集约化生产的观点是很瞧把放养密度降至3 kg／m。以下，因此，防患于未然更是不可忽
视。另外，在出现滑走细菌症状的初冬时期投喂抗茜索可降低危害程度，有效药荆同样
是 OTC，用法用量请参照高水温期弧菌病的使用标准。
黄爵琼 摘译 1988-~ 《长崎水试研报 N~12#
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