短波和超短波通信系統(tǒng)24

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1、第二章短波和超短波通信系統(tǒng)一、短波信道和超短波信道的特性二、短波通信系統(tǒng)三、短波自適應通信系統(tǒng)四、短波通信系統(tǒng)的應用與發(fā)展五、超短波通信系統(tǒng)第二章短波和超短波通信系統(tǒng)二、短波通信系統(tǒng)（一）短波通信系統(tǒng)的組成及工作原理現(xiàn)代短波通信系統(tǒng)一般由帶自適應鏈路建立功能的收發(fā)信主機、自動天線耦合器、電源以及一些擴展設(shè)備，如高速數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、大功率放大器等部分組成，如下圖所示：收發(fā)信主機電源自動天線耦合器A調(diào)制解調(diào)器擴展設(shè)備500W功放自動天線耦合器B現(xiàn)代短波通信系統(tǒng)方框圖（一）短波通信系統(tǒng)的組成及工作原理1．主機收發(fā)信機主機一般由收發(fā)信道部分、

2、頻率合成器部分、邏輯控制部分、電源和一些選件組成，現(xiàn)代收發(fā)信機多了自適應選件，能借助收、發(fā)信道完成自動鏈路的建立。頻率合成器電源邏輯控制信道部分選件收發(fā)信機主機方框圖1．主機（1）信道部分通常由選頻濾波、頻率變換、調(diào)制解調(diào)、音頻功率放大、射頻功率放大、AGC（自動增益控制）電路、ALC（自動電平控制）電路、收/發(fā)轉(zhuǎn)換電路等組成。1．主機（1）信道部分當處于發(fā)射狀態(tài)時，其主要功能是將音頻信號經(jīng)音頻放大送至調(diào)制器進行調(diào)制，形成單邊帶調(diào)制信號，然后再經(jīng)兩次頻率變換（頻率搬移），將信號搬移到工作頻率上（1.6~30MHz），之后對射頻信號進行

3、線性放大，功率放大、濾波，保證有足夠的純信號功率輸出，經(jīng)天線向空間傳播；1．主機（1）信道部分當處于發(fā)射狀態(tài)時音頻放大調(diào)制載波混頻1混頻2激勵1激勵2線性放大功率放大ALC控制電路1．主機（1）信道部分當處于接收狀態(tài)時，則將在天線上感應的射頻信號加到選頻網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)選擇出有用信號，經(jīng)射頻放大或直接輸入到混頻器對射頻信號進行頻率變換（一般進行兩次混頻），將信號搬移到低中頻，然后對低中頻信號放大后進行解調(diào)，還原成音頻信號，再經(jīng)音頻功放推動揚聲器發(fā)聲。為了使收信信號輸出穩(wěn)定，發(fā)射功率輸出平穩(wěn)，信道部分一般要加入自動增益控制電路和自動電平

4、調(diào)整電路。1．主機（1）信道部分當處于接收狀態(tài)時選頻網(wǎng)絡(luò)射頻放大混頻1混頻2本振1本振2中頻放大解調(diào)AGC控制電路音頻功放揚聲器載波1．主機（2）頻率合成器一般由幾個鎖相環(huán)組成，產(chǎn)生信道部分實現(xiàn)頻率變換（混頻）、調(diào)制解調(diào)所需的穩(wěn)定的激勵、本振和載波信號?，F(xiàn)代頻率合成器一般采用數(shù)字式頻率合成技術(shù)，使頻率合成器的體積大大縮小。1．主機（3）邏輯控制電路現(xiàn)代通信設(shè)備中的邏輯控制電路一般采用單片機控制技術(shù)或嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。邏輯控制電路通常包括微處理器系統(tǒng)（包括CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等）、輸入與輸出電路、鍵盤控制電路、數(shù)字顯示電路及擴展

5、電路的接口等。邏輯控制電路將控制整個設(shè)備的工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)與擴展電路的聯(lián)系，擴展能力的強弱是體現(xiàn)設(shè)備先進的重要標志。1．主機（4）電源部分提供主機內(nèi)各部分的直流電源。（5）選件根據(jù)用戶的不同要求，完成某一個或某幾個特殊要求，可選擇不同的選件。（一）短波通信系統(tǒng)的組成及工作原理2．自動天線耦合器隨著頻率的變化，天線將呈不同的特性阻抗。自動天線耦合器的作用是將變化的阻抗通過天線耦合器的匹配網(wǎng)絡(luò)與功放輸出的阻抗完全匹配，使天線得到最大功率，提高發(fā)射效率。目前，自動天線耦合器主要由射頻信號檢測器部分、匹配網(wǎng)絡(luò)部分和微處理器系統(tǒng)等電路組成。微處理

6、器系統(tǒng)電源射頻信號檢測匹配網(wǎng)絡(luò)射頻輸入2．自動天線耦合器（1）射頻信號檢測部分通常由3個檢測器電路組成，分別對射頻信號的相位、阻抗及駐波比進行檢測，并將檢測的數(shù)據(jù)送給微處理器系統(tǒng)作為調(diào)諧匹配的依據(jù)。檢測器的精度直接影響調(diào)諧的準確性。2．自動天線耦合器（2）匹配網(wǎng)絡(luò)一般由可變串聯(lián)電感、可變并聯(lián)電容等元件組成。微處理器系統(tǒng)經(jīng)過處理運算，輸出驅(qū)動繼電器的控制信息，使相應的電感、電容介入匹配電路達到天線與功放輸出阻抗匹配的目的。2．自動天線耦合器（3）微處理器系統(tǒng)為自動天線耦合器的核心，是由單片機組成的電路系統(tǒng)，其作用是根據(jù)檢測器所提供的信息

7、進行判斷、處理，輸出一組控制匹配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并調(diào)整其匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，判斷是否匹配，如未達到匹配目的，微處理器系統(tǒng)將再輸出一組控制數(shù)據(jù)進行判斷，直到網(wǎng)絡(luò)參數(shù)滿足匹配條件為止。在工作頻率變化后，應重復上述調(diào)諧步驟，對所工作的頻率完成調(diào)諧匹配功能。（一）短波通信系統(tǒng)的組成及工作原理3．電源交-直流變換電源一般是中功率電源，提供系統(tǒng)各部分的電源。較常見的有開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源。二、短波通信系統(tǒng)（二）短波高速數(shù)據(jù)傳輸用短波和超短波傳輸數(shù)據(jù)信號時，由于短波、超短波信號傳播方式不同，它們所體現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸性能也不盡相同。與超短波相比，天波傳播的特殊

8、性限制了傳輸速率的提高和誤碼率性能的改善，因此，必須采取相關(guān)技術(shù)來提高短波信道上數(shù)據(jù)信號的傳輸速率。（二）短波高速數(shù)據(jù)傳輸1．短波信道對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憦奈锢砀拍钌希滩ㄐ诺缹?shù)據(jù)信號傳輸?shù)挠绊懼饕憩F(xiàn)在以下幾方面：（1）