《GMDSS综合业务》教学课件—03船用MFHF通信设备.ppt

第第3 3章船用章船用MF/HF通信设备通信设备第一节 船用MF/HF通信原理第二节 船用MF/HF SSB发射机第三节 船用MF/HF SSB接收机第四节 NBDP终端设备第五节 船用MF/HF DSC终端设备第六节 船舶常用的中短波天线 一、船用MF/HF组合电台的构成和基本要求（1）MF/HF组合电台至少应包括单边带收发信设备、整机控制单元或多个分机控制单元、送受话器、NBDP终端设备、数字选择性呼叫设备，以及专用或者与数字选择性呼叫设备组合的数字选择性呼叫值班设备2）SSB发射机载波频率及接收机的本地振荡频率要准确稳定3）设备开机时间应1 min4）设备正常工作过程中，信道转换时间应15 s5）发射机具有自动切换工作模式功能第3章船用MF/HF通信设备第一节 船用MF/HF通信原理MF/HF SSB无线无线 DSC值守机值守机NBDP 终端终端NBDP,DSC打印机打印机 第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理二、调幅信号的特点二、调幅信号的特点SSBAM调幅调幅（AM）：）： 将要调制的信号调制到高频载波信号上，并且使高频载波信号振幅的变化随着调制信号振幅的变化而变化，从而获得调幅波。

特征：特征： 调幅波幅值的变化规律与被调制信号的幅值变化规律相同第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理二、调幅信号的特点二、调幅信号的特点载波载波（carrier）信号为信号为： 1）单音频调制的单音频调制的AM信号信号单音频调制信号单音频调制信号：、为调制信号的振幅和角频率为调制信号的振幅和角频率、为载波的振幅和角频率为载波的振幅和角频率相应的调幅信号：相应的调幅信号：令令 m = V / Vc调幅信号振幅（包络）的变化完全反映了调制信号幅度的变化规律调幅信号振幅（包络）的变化完全反映了调制信号幅度的变化规律波形图波形图（时间（时间-幅度）幅度）频谱图频谱图（频率（频率-幅度）幅度）单音频调制信号：单音频调制信号：载波载波（carrier）信号为信号为：调制信号：调制信号：载波信号载波信号上边带信号上边带信号下边带信号下边带信号根据频率与角频率的关系根据频率与角频率的关系载波频率为 fc有两个边带，频率分别为 fc+F , fc-F，对称分布与载波两侧 上、下边带对称分布与载波两侧，振幅不超过载波振幅的一半 调幅波所占的频率带宽B = 2 F 多音频调制的调幅波包含一个载波频率分量fc 。

上边带（USB-Up Side Band）及 下边带 (LSB-Low Side Band) 对称分布在载波两侧 调幅系统中需要传递的有用信息仅包含在上、下 边带之中，载波 fc 不含任何要传递的有用信息多音频调制的调幅信号的特点多音频调制的调幅信号的特点2）多音频调幅信号）多音频调幅信号三、单边带通信概念三、单边带通信概念SSB信号的产生方法通常包括三种方法：滤波法、相移法和相移滤波法由于相移法和相移滤波法开发比较晚、工艺比较复杂的原因，目前船用单边带发射机广泛采用滤波法获得单边带信号第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理滤波法单边带信号的产生滤波法单边带信号的产生三、单边带通信概念三、单边带通信概念MF/HF组合电台发射机对边带滤波器的具体技术要求如下:（1）通带内最大损耗不超过3 dB，波动小于0.5 dB2）对无用边带和其他干扰的抑制能力取决于阻带衰减能力的大小，边带滤波器的阻带衰减指标要求在60 dB以上3）过渡带要陡峭过渡带取决于上边带的最低频率和下边带的最高频率的频率间隔，一般要求为调制信号最低频率的两倍4）单边带滤波器的特性阻抗要与前后电路匹配，工作频率稳定度高，且不受环境和湿度等因素的影响。

第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理四、单边带信号的频率搬移四、单边带信号的频率搬移能否将调制信号搬移到工作频率，关键取决于边带滤波器的中心频率大小和搬频电路特性出于技术和成本的原因，目前一次完成搬频比较困难为达到MF/HF SSB发射机的技术需要，通常采用多次搬频的设计方案，下图为采用较多的三次搬频方案第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理SSB发射机三次搬频发射机三次搬频五、单边带信号的特点五、单边带信号的特点优点优点：（1）节约带宽（2）节省功率（3）抗选择性衰落能力强（4）抗干扰性能比较好（5）具有一定的保密性第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理五、单边带信号的特点五、单边带信号的特点缺点缺点：（1）载波的频率稳定度要求比较高（2）对边带滤波器性能要求较高（3）要求收发设备具有良好的线性第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理六、船用六、船用MF/HFMF/HF通信工作种类通信工作种类根据国际无线电咨询委员会的建议，水上无线电通信设备的工作种类（发射类型）一般使用三个符号来表示，如：J3E、F1B、J2B等每一个符号所代表的含义如下：第一个符号表示主载波的调制方式，类型有:A：表示双边带调制（又称调幅）；F：表示调频；G：表示调相；H：表示含有全载波的单边带调制；J：表示单边带抑制载波；R：表示减幅载波或部分载波单边带调制。

第二个符号是13数字，表示调制信号的性质，具体如下:1：表示不调制副载波，但包含数字信息的单信道；2：表示调制副载波，且包含数字信息的单信道；3：表示包含模拟信息的单信道第三个符号表示所发信息的类型，类型如下:A：表示人工方式接收的报；B：表示自动方式接收的报；C：表示；D：表示数据；E：表示；F：表示视频第一节第一节 船用船用MF/HF通信原理通信原理16练习练习1. 1. 具有调幅和调频功能的普通收音机可接收的工作类型是（具有调幅和调频功能的普通收音机可接收的工作类型是（ ） A. J3EA. J3E、R3ER3E、H3E B. F1BH3E B. F1B、J3EJ3E、R3E R3E C. F3E C. F3E、A3EA3E、H3E D. R3EH3E D. R3E、J2BJ2B、H3EH3E2. J3E2. J3E、 R3ER3E、 H3EH3E、 A3EA3E、 J2BJ2B工作种类中哪些含有载波工作种类中哪些含有载波3. 3. 下列工作种类完全表示下列工作种类完全表示MF/HFMF/HF无线的一组是（无线的一组是（ ） A. J3EA. J3E、R3ER3E、H3E B. F1BH3E B. F1B、J3EJ3E、R3E R3E C. F3E C. F3E、R3ER3E、H3E D. R3EH3E D. R3E、J2BJ2B、H3EH3E4. 4. 下列含有数字信息的工作种类是（下列含有数字信息的工作种类是（ ）。

A. J3E B. F1B A. J3E B. F1B C. F3E D. A3E C. F3E D. A3E5 5 下列用于下列用于NBDPNBDP或或DSCDSC通信的工作种类是（通信的工作种类是（ ） A. J3E B. F1B A. J3E B. F1B C. H3E D. R3E C. H3E D. R3E6.6.下列表示下列表示SSBSSB的工作种类是（的工作种类是（ ） A. J3E B. F1B A. J3E B. F1B C. F3E D. J2B C. F3E D. J2B第二节 船用MF/HF SSB发射机一、MF/HF SSB发射机的组成要求第3章船用MF/HF通信设备1单边带信号必须在低电平（小信号）处形成2采用三次搬频方案中的“高中频”方案3高频功率放大器的互调失真尽量要小4对于需要含有载波的发射类型，载波必须独立注入第二节第二节 船用船用MF/HF SSB发射机发射机二、船用MF/HF SSB发射机的基本组成船用MF/ HF SSB发射机的基本组成包括激励器（EX，Exciter）、高功率放大器（PA，Power Amplifier）、自动天线调谐器（ATU，Automatic Tune Unit）、微机控制和电源部分。

发射机构成框图1. 激励器激励器单边带发射机激励器的基本作用是将送受话器输出的话音信号、NBDP和DSC终端输出的含有数字信息的移频信号调制到相应的工作类型（J3E、R3E或者F1B、J2B），并把该类型的信号频率线性地搬移到所需的发射频率上，然后在保证一定信号强度的前提下再送给高功率放大器激励器采用了三次搬频的高中频方案激励器构成框图2. 高频功率放大器高频功率放大器MF/HF SSB发信机的功率放大器主要包括前置功率放大（驱动级）、功率分配器、末级功率放大 (输出级）和功率合成器功率放大器的任务就是把激励器输送的单边带信号放大到额定功率，然后把单边带信号通过天线调谐器馈送到天线，向外辐射出去高频功率放大器构成框图3.自动天线调谐器（自动天线调谐器（ATU）船用MF/HF SSB发射机的输出为中短波信号，设备的工作频率范围大，发射天线的阻抗易于随工作频率、气象环境等因素的变化而变化为保证高频功率放大器输出信号稳定，并减少天线辐射信号时对高频功率放大器的影响，需要在高频功率放大器与天线之间连接一个天线调谐器自动天线调谐器构成框图4.微机控制微机控制机控制是单边带发射机的核心，负责控制、检测单边带发射机所有电路的工作状态。

发射机是否执行发射任务，是由主控制器发出键控指令控制的通常单边带发射机键控指令是由激励器电路反馈电压、高频功率放大器反馈电压来实现的第二节第二节 船用船用MF/HF SSB发射机发射机三、SSB发射机的主要技术指标1工作频率和发射种类MF/HF SSB发射机的工作频率范围为：1.6-27.5 MHzMF/HF SSB发射机的发射种类应包括：J3E、R3E、H3E和F1B/J2B2频率稳定度MF/HF SSB发射机载波频率绝对稳定度应不超过10 Hz，相对频率稳定度应不低于10-610-7数量级3发射机额定输出功率为节省功率以及避免对其他电台产生通信干扰，在满足通信需求的前提下，MF/HF SSB发射机应尽量选择较低的工作档位发射信号4边带滤波器抑制特性和载波抑制根据MF/HF SSB发射机对调制器和边带滤波器的性能要求，一般要求载波抑制不大于0.001第三节第三节 船用船用MF/HF SSB接收机接收机一、一、 船用船用MF/HF SSB接收机的主要作用接收机的主要作用第第3 3章船用章船用MF/HF通信设备通信设备船用船用MF/HF SSB接收机是一种宽波段、多功能的无线电接收设备接收机是一种宽波段、多功能的无线电接收设备。

其具体功能是通过天线接收空中高频信号，通过接收机对信号进行其具体功能是通过天线接收空中高频信号，通过接收机对信号进行选择、放大、解调等处理，将调制信号变成有效信息传送给信宿选择、放大、解调等处理，将调制信号变成有效信息传送给信宿1选择信号；选择信号；2放大信号；放大信号；3变换信号；变换信号；第三节第三节 船用船用MF/HF SSB接收机接收机二、船用二、船用MF/HF SSBMF/HF SSB接收机的主要技术指标接收机的主要技术指标MF/HF SSB接收机的好坏有多种指标来衡量，其中最基本、最主要的技术接收机的好坏有多种指标来衡量，其中最基本、最主要的技术指标是灵敏度和选择性，它们反映了指标是灵敏度和选择性，它们反映了SSB接收机接收有用信号和抑制各种接收机接收有用信号和抑制各种干扰的能力干扰的能力1灵敏度灵敏度灵敏度是指在保持接收机输出端得到额定的信号功率和信噪比的条件下，灵敏度是指在保持接收机输出端得到额定的信号功率和信噪比的条件下，接收信号的最小信号强度，又称最小电动势或最小电平，通常为微伏数量接收信号的最小信号强度，又称最小电动势或最小电平，通常为微伏数量级2选择性选择性接收机在空间中大量混乱的信号中抑制无用的信号，有选择地接收有用信接收机在空间中大量混乱的信号中抑制无用的信号，有选择地接收有用信号的能力就是接收机的选择性。

接收机的选择性不仅凸显选择有效信号。