根据实际需要或因某些条件的限制,人们希望传递的信息频率往往并不太高,例如话音信号主要分布在300~3000Hz的范围内,电视信号的低频分量为50Hz,它们不能直接用来发射。因此无线电发射机必须产生一个与信息内容无关的射频信号(称为载频信号或载波),并用原始信号对载波加以控制,使载波的某些参数随原始信号而变化,这个过程叫作“调制”。该原始信号也叫“调制信号”,经调制后的射频载波则常被称为“已调波”。在接收端,需要把从天线收到的已调波的变化检测还原为和原始信号一样的信号,这个过程称为“解调”。
最简单的调制方式是“等幅键控”,即用电键一类的开关器件控制等幅波的有无。等幅键控一般以“CW”作为其缩写。在业余无线电通信中,等幅键控常用以传递莫尔斯电码,所以在业余界,CW常被用于狭意地表示等幅莫尔斯电码通信。当键控速度很慢时,等幅键控波的频率就是载频。但随着随着键控速度加快,会在载频两旁出现一些新的信号分量。在莫尔斯电码通信中,由于“点”“划”长度不同,而且信号之间的间隔也是随机的,所以这些信号分量会散布在一个范围内,占据一定的频带宽度。为传输每分钟100字的等幅莫尔斯电码,所需的必要带宽为400Hz左右,比其它常用通信方式窄。等幅键控波的波形图及频谱图见图 1。 CW工作时,发射机末级器件可按额定值输出射频功率,收信机可配加窄带滤波器以减少带内噪音,加上人工抄收时操作者的大脑象是一部精密复杂的信号处理器,所以CW方式适应干扰、衰落等的能力非常强,向来是业余无线电爱好者猎取远程通信好成绩的主要方式之一。

等幅键控以射频信号的有无来传输信息,如果无信号时混入脉冲干扰,就容易产生错误。假如改变一下方法,以发射某一频率的射频表示信号的一种状态,发射另一频率的射频表示信号的另一种状态,使接收方在任一时刻都根据所收到信号的频率来判别信号状态,那么就能提供可靠性。这种用键控信号使发射的射频频率随之切换的调制方法称为“移频键控”,缩写为“FSK”。业余无线电通信常用FSK来传送低速数字信号,如 RTTY及 HF频段的PACKET。当被传送的信号是只含有“0”(也称“空号”或“SPACE”)和“1”(也称“传号”或“MARK”)两种状态的“二进制代码”时,射频信号在“空号频率”和“传号频率”两个特征频率点(f1、f2)之间跳变。这两个频率的差值称为“频移量”,在HF频段一般为170Hz或850Hz。随着键控速度加快,会在两个特征频率点附近产生一些附加的频率分量,使实际频宽大于频移量。移频键控波的波形图及频谱图见图2。移频键控工作时,发射机末级器件虽可按额定值输出射频功率,但整个发射时间内处于连续工作状态,所以比起等幅键控来要在器件散热等方面留有更多的余地。

如果使载波的幅度随原始调制信号的幅度成比例地变化,就叫“调幅”,缩写为“AM”。调幅是无线电语音通信最古老的调制方式,实现起来比较容易。最常用、最简单的办法是使等幅发射机的末级射频功率器件的供电电压随着原始信号变化,即电子管的“屏极调制”、晶体管的“射极调制”和场效应管的“漏极调制”。调幅波的波形图见图3。不难看出,为使信号幅度能有足够的变化余地,调幅波在大部分时间内的幅度都小于发射机所能给出的最大幅度,器件的利用率比较低。当无调制信号时,载波的电压或电流幅度约为最大值的一半,这部分载波能量并不表示任何信息,所以发射出去的调整幅波能量的利用率也比较低。在图3的频谱图上,中心频率f0处一条最高的谱线就是载波的能量,当无调制时,只存在这个射频信号分量。当有调制信号时,在载频两侧会产生一系列对称的信号分量。高于载频的那组信号分量称为信号的“上边带”,缩写为“USB”,低于载频的那组信号分量称为信号的“下边带”,缩写为“LSB”。在频谱图上看起来,上边带的谱线图形与原始信号的完全相似,只不过好象在频率轴上向右平移了相当于载频的一段距离,而下边带则与上边带以载频为轴相对称。如果原始信号带宽为3千赫,则调幅波的带宽为6千赫,从频谱利用上讲比较浪费。虽然调幅通信具有收、发信设备比较简单的优点,但由于上述缺点,除广播业务外,目前HF频段的其它通信业务已不再使用调幅方式。但作为一种基本的调制方法,它还是为业余无线电爱好者所必须掌握的。

既然上述调幅方式中的载波并不表示任何信息,那么当然可以把调幅波中的载波滤除掉再发射出去,以求提高射频能量的利用效率,这就是所谓的“双边带调制”,缩写为“DSB”。不过利用滤波器把AM信号中的载波分量抑制干净并非易事,实用办法是采用平衡调制电路在调制的同时抑制载波。虽然DSB所占的频带还是与AM一样宽,但由于连续不断的载频被抑制掉,没有话音时就没有电波发射出去,所以对其他电台造成的实际干扰显著减少,而且可以用普通的单边带收信机接收,DSB发射机制作起来又比较简单,所以近年来很受国外一些喜欢自制 50MHz VHF设备的业余无线电爱好者重视。双边带波的波形图和频谱图见图4。(未完待续)(文翰墨)
