随着无线电通信的普及,有限的频率资源越来越紧张,尤其在HF频段,AM或DSB方式占用两倍于原信号的带宽传送语音成为不可容忍的浪费。如果在DSB的基础上,先用滤波器滤除掉两个边带中的一个,然后再发射,则可以得到一组频谱形状和带宽与原始信号相似的射频信号,这就是“单边带调制”,缩写为“SSB”。如果保留的是上边带,则也可称为“上边带调制”,缩写为“USB”,如果保留的是下边带,则为“下边带调制(LSB)”。单边带信号的波形图和频谱图见图5。注意虽然单边带信号的幅度也是变化的,但其包络与原始信号的波形并不一致,所以如果用普通调幅收音机收听,得到的将是严重失真以致无法辨认的声音。单边带调制不但比AM或DSB节约一半频带,使同样的频宽能容纳更多的电台,而且可以压缩收信机带宽而减少噪音。同时,所发射的信号完全用于携带原始信号,能量利用率高。但是和DSB一样,SSB发射机的输出电平随原始语音信号的大小而变化,不能象AM那样在射频末级简单地调制,需采用线性放大电路充任相应的射频功率放大级,同时也不能充分发挥末级射频器件的功率水平。

解调单边带信号时,收信机必须产生一个与被抑制掉的原载波一样的信号,即“恢复载频”。在频率合成还未普及时,收、发信机都存在着频率稳定度不够高的问题。为此,常常在发射时只将载频抑制掉一部分,这样收信机可以利用收到的残留载波,经放大锁相等方法实现精确的载频恢复,这样的单边带叫作“部分抑制载波单边带”或“单边带减幅载波”,缩写为“RC SSB”。今天频率合成技术已十分普及,收发信机内部振荡器本身的频率漂移已微不足道,所以现在HF段的单边带通信多把载波完全抑制掉,即所谓“完全抑制载波单边带”或“单边带抑制载波”。鉴于VHF及UHF频段日益拥挤,原有的调频通信显得频谱利用率太低,所以日本业余无线电联盟不久前已把用RC SSB代替调频以实现U、V段优质本地联络列为一个研究课题。
在前述的产生单边带信号(即“滤波器法”)的过程中,用于滤除无用边带的“边带滤波器”必须具有极其陡峭的频率特性,在高频段,这样的滤波器需用多级石英晶体谐振器或机械谐振器组成,它们过去的价格很贵,所以业余自制常采用“移相法”等合成产生。不过,由于人造石英晶体的大量应用和晶体磨制、测试技术的成熟,以及国外业余爱好者对业余条件下的边带滤波技术的探索,现在配制具有普及性能的边带滤波器已不再需付出昂贵的代价,自制单边带设备已不再是难事。
在上述AM、DSB及SSB调制方式中,原始信息都是靠载波幅度的某种变化携带的,无线电波传输过程中有用信号和脉冲干扰信号的振幅互相迭加,很难将它们分离出来,这将严重影响通信质量,“调频”则是用来解决这个问题的调制方式之一。所谓调频,就是使射频信号的频率随原始信号的幅度成比例地在中心频率两侧变化。调频的缩写为“FM”,调频波的波形图和频谱图见图6。调频时,射频信号的幅度是恒定的,因此发射机的射频功率放大器比较简单,也可以按末级射频器件的额定值输出。在接收端,可以用限幅电路对收到的信号整形,切除传输过程中迭加上去的干扰脉冲,再用仅对频率敏感的鉴频电路检出射频信号的摆动,达到在还原信号的同时去除脉冲型干扰的目的。FM信号所占用的频带宽度取决于原始信号的频宽和调制的深度。调频广播为取得较好音质,调制较深,所占的频宽为50千赫,属于“宽带调频”,缩写为“WBFM”。而业余业务或一般移动业务的VHF或UHF语音通信带宽则占12千赫,为“窄带调频”,缩写为“NB FM”。由此可见,FM所占的频带比AM还要宽得多,它的优质通信是以多占频带为代价的。

业余无线电通信除了上述常用方式对射频载波进行调制外,有时还采用其它调制方式,以及双重或多重调制的方法,例如在VHF或UHF高速数据通信中,常先用移频键控或移相键控方式调制一个音频副载波,再用这个已调副载波对射频载波进行调频。由于篇幅所限,不再一一列举。
为了准确描述射频信号的带宽、调制方式和性质,我国国家无线电管理委员会和国际电信联盟都规定了“无线电发射标识”(国标《GB1204 89》)。业余无线电爱好者无论在申领电台执照时,还是在阅读业余无线电技术资料时,都会遇到这种标识,所以应当掌握其主要内容。
完整的发射标识由9个字符组成。
第一组为必要带宽标识,由三个数字和一个字母构成,字母表示带宽单位,H表示赫兹,K表示千赫,M表示兆赫,G表示吉赫,其位置就是小数点的位置。第一个字符不能为0、K、M或G。例如0.002Hz标成H002,2.4kHz标成2K40,2MHz表示为2M00,等等。
第二组为发射类别标识,由5个字符构成。前三个为基本特性,第一个:字母,标明主载波的调制方式,第二个:数字,标明调制主载波的各种信号和性质,第三个:字母,标明被发送的信息类型。5个字符的后两个为字母,表示附加特性,分别标明各信号的详细说明和复用性质。现将各字符的意义摘录如下:
主载波调制方式:
N 未调制
A 调制—双边带
H 调幅—单边带、全载波
R 调幅—单边带、减幅载波或可变电平载波
J 调幅—单边带、抑制载波
B 调幅—独立边带
C 调幅—残余边带
F 调角—调频
G 调角—调相
调制主载波的各种信号的性质:
0 无调制信号
1 不用调制副载波,但包含量化或数字信息的单个通路
2 利用调制副载波,且包含量化或数字信息的单个通路
3 包含模拟信息的单个通路
被发送信息的类型:
N 无信息发送
A 电报—用于人工收听
B 电报—用于自动收听
C 传真
D 数据传输、遥测、遥令
E 电话,包括声音广播
F 电视(视频)
信号的详细说明:
A 具有不同数目或不同持续时间的码元的两态代码
B 具有相同数目和相同持续时间的码元的两态代码,无纠错功能
C 具有相同数目和相同持续时间的码元的两态代码,有纠错功能
D 每个状态代表一个信号码元的四态代码
G 广播音质的声音(单声道)
H 广播音质的声音(多声道)
J 商用音质的声音
M 单色
N 彩色
复用性质:
N 未复用
C 码分复用
F 频分复用
T 时分复用
根据上述规定,带宽为400Hz的人工莫尔斯等幅报可表示为400HA1AAN(简称A1A),带宽为1.6千赫的FSK RTTY信号可表示为1K60F1BBN(简称F1B),带宽为2.7千赫的抑制载波单边带话可表示为2K70J3EJN(简称J3E),同样信号如用于传输黑白慢扫描电视(SSTV)则可表示为2K70J3FMN(简称J3F),带宽为12千赫的调频话可表示为12K0F3EJN(简称F3E),如用PACKET系统的300波特AFSK音频移相键按信号代替话音进行调频,则为12K0F2DCN(简称F2D),如再改用1200波特四相移相键控音频信号AF4PSK,则为12K0F2DDN(简称F2D)。
有关常用调制方式的知识是业余无线电技术的基础部分,爱好者应通过学习,不断加深对它的理解。(文翰墨)