GMDSS通信设备与业务：3.2 船用MFHF SSB发射机

1、第3章船用MF/HF通信设备,单边带通信的基本原理、通信的特点和发射种类。,单边带发射机： 基本组成及其主要组成电路； 主要的性能指标。,重点掌握（1个原理+4个设备）,3.2 船用MF/HF SSB发射机,一、SSB发射机的主要技术指标,二、SSB发射机的组成,三、单边带发射机的主要电路单元,1. SSB激励器,2. 高频功率放大器,3.自动天线调谐器,1. 工作频率和发射种类 工作频率范围：1.6 MHz27.5 MHz 发射种类：J3E、R3E、H3E和F1B/J2B， 当工作频率切换到2182 kHz时，发射类型应 自动转换到H3E。 当工作频率切换指配的NBDP和DSC工作频 率时，

2、发射机的发射类型应自动转换到相应 的F1B/J2B。,一、SSB发射机的主要技术指标,3.2 船用MF/HF SSB发射机,2. 频率稳定度 绝对频率稳定度: 10Hz。 绝对频率稳定度是指发射机在一定时间范围内（一般指短期，如15min30min）,实际发射频率值偏离标准发射频率值的最大范围。 相对频率稳定度：106107数量级。 相对频率稳定度是指绝对频率稳定度的最大偏离值与标准发射频率的比值，或与该波段最高工作频率的比值。,一、SSB发射机的主要技术指标,3.额定输出功率 额定输出功率是指发射机在某一发射类型工作时，按设 计要求而输出的标准功率，同时要满足互调失真的要求。 当发射种类为J

3、3E、R3E和H3E时，SSB发射机的额定输出功率用峰值包络功率表示，简称峰包功率。 峰包功率：在满足调制失真的条件下，SSB信号包络峰值在一周内的平均功率。 当发射种类为F1B/J2B时，输出功率用平均功率表示。,一、SSB发射机的主要技术指标,4.互调失真 当发射机工作于额定输出功率的条件下，由于设备内部的调制器、放大器和末级功率放大器的非线性作用， 将产生无用的互调频率成分，从而对有用边带信号产生 干扰，这就是互调失真。 SSB信号的产生和频率变换都工作在小信号的线性状 态，所以引起的非线性失真较小 。 末级功率放大器主要工作于大信号，失真较大，所以 互调失真主要取决于末级功放。 为了减

4、小失真，功率放大器的工作状态应工作于非线 性失真较小的甲类或甲乙类，也称为A类或AB类。,一、SSB发射机的主要技术指标,5. 无用边带抑制和载波抑制 对下边带（无用边带）抑制取决于边带滤波器。 要求边带滤波器至少对无用边带衰减1000倍以上。,一、SSB发射机的主要技术指标, 载波抑制（载漏抑制）取决于调制器和边带滤波 器。要求残留载波信号电压的幅度不超过有用边带 信号电压幅度的千分之一。,3.2 船用MF/HF SSB发射机,一、SSB发射机的主要技术指标,二、SSB发射机的组成,三、单边带发射机的主要电路单元,1. SSB激励器,2. 高频功率放大器,3.自动天线调谐器,1. SSB发射

5、机的组成框图,二、SSB发射机的组成,激励器,高频 功率放大器,自动天线 调 谐 器,微机控制,电源,激励器（EX）将话筒传来的语音信号、NBDP与DSC终端输 出的移频信号调制到相应的发射类型，并将该类型的信号搬 移到所需的发射频率。,3648V 直流电压,高频功率放大器（PA）：将信号放大到额定发射功率,自动天线调谐器（ATU）是将功放输出信号进行自动调谐 匹配（实现最佳功率输出）后由天线发射出去,1. SSB发射机的组成框图,二、SSB发射机的组成,激励器,高频 功率放大器,自动天线 调 谐 器,微机控制,电源,3648V 直流电压,采用三次搬频的原因： 产生SSB信号采用的晶体滤波器的

6、最高工作频率有限， 往往只有几兆赫 。 满足1.6 27.5MHz宽波段工作的需要。,2对SSB发射机组成的要求 *,SSB信号应在小信号（低电平）处产生，避免非线性失真。,采用三次搬频（调制）的高中频方案,三次搬频方案：,一次取下，二次取上，三次取下最后得到上边带. （方案）,第一次搬频 取下边带（）,第二次搬频 取上边带（+）,第三次搬频 取下边带（）,调制信号,射频信号,基带信号,滤波法产生SSB信号的频谱图,三次搬频方案,1.4M,高中频方案：,中间频率：第三调制器（搬频器）的输入频率。,中间频率高于发射机的最高发射频率的变频方案 称为“高中频”方案。,fc1=1.4 MHz,fc2=

7、43.6 MHz,fc2=4575 MHz,调制器1,调制信号,调制器2,45 M,调制器3,取差,射频信号,0 30 M,第一搬频,第二搬频,第三搬频,中频,不调谐即可输出。,避免无用干扰信号落入有用信号通带。,优点：,2对SSB发射机组成的要求 *,SSB信号应在小信号（低电平）处产生，避免非线性失真。,采用三次搬频的高中频方案。,功率放大器线性特性要好（使其工作在A类或AB类状态）。,载波要独立注入满足R3E和H3E工作种类的要求。,R3E部分载波,H3E全载波,3.2 船用MF/HF SSB发射机,一、SSB发射机的主要技术指标,二、SSB发射机的组成,三、单边带发射机的主要电路单元,

8、1. SSB激励器,2. 高频功率放大器,3.自动天线调谐器,三、单边带发射机的主要电路单元,（一）、SSB激励器（EX） 1主要功能 1）产生发射所需的各种SSB信号: J3E R3E H3E F1B/J2B。 2）将SSB信号搬移到所需的发射频率上（1.627.5MHz）。 3）提供SSB信号放大到末级功放所需的推动功率 。,三、单边带发射机的主要电路单元,（一）、SSB激励器（EX） 2基本组成,频率合成器：EX核心部件 产生高稳定度的载波信号调制器、搬频器。,频率稳定度： 10 Hz,频率离散步进：100 Hz,三、单边带发射机的主要电路单元,（一）、SSB激励器（EX） 2基本组成,

9、工作种类控制（载波重置）,发射J3E信号时，发射种类控制电路不工作，1.4MHz的载频 信号不用输入。 对于F1B/J2B的发射类型，也不含载波，所以它与J3E类型工 作类似。 发射含有部分载波的R3E信号时，发射种类控制电路开始工 作，1.4MHz信号通过幅度控制电路与边带滤波器输出的无 载波的SSB信号混合，输入到第二调制器，加载部分载波。 发射全载波H3E信号时，加载的1.4MHz载波信号幅度最大。,1.4MHz,发射机受控的键控信号：,发射机的键控：,作用：控制发射机是否执行发射工作的开关， 完成这种控制的开关电路称为键控电路。,按压话筒上的PTT开关； 输出NBDP和DSC终端键控线

10、上的信号； 操作面板上调谐键，调谐控制信号。,出现键控信号，发射机电源接通，发射机工作； 当键控信号消失时，电源被切断，发射机停止工作。,SSB设备工作模式为单工或准双工,3.2 船用MF/HF SSB发射机,一、SSB发射机的主要技术指标,二、SSB发射机的组成,三、单边带发射机的主要电路单元,1. SSB激励器,2. 高频功率放大器,3.自动天线调谐器,（二）高频功率放大器（PA） 1主要功能： 在较宽的频带范围内工作，1.6 27.5 MHz 不失真地将SSB信号放大到额定功率 2基本组成 前置功率放大器 (驱动级）：将激励器输出的SSB信号放大到几十瓦，用于推动末级功率放大器的工作。

11、末级功率放大器 (输出级）： 将SSB信号放大到额定功率。,3功率分配与合成,功率分配 将高频信号的功率，经功率分配网络，均匀地、互不影响地分配给几个独立的负载，使每个负载获得相同的功率。,P1 = P2= = Pn1/n PA,3功率分配与合成,功率合成,多个相同的晶体管功率放大器同时对输入的高频信号 进行放大，然后经功率合成网络将输出信号叠加，同时 馈送到同一负载，获得较大的、总的功率输出。,POPA1+PA2+PAn,4. 功率放大器的基本组成,各功放电路是并联的，互不影响，所以设备工作可靠，便于维护。,5. 功放的保护,晶体管放大器,SSB发射机采用,耐高温，耐高压性能差,精度高,需要

12、功放安全保护,目前主要采用软硬结合的方法，即利用微机的自 动保护程序以及相应的硬件电路来实现。,5.功放的保护,自动监测,峰值电压或功率高,失谐,自动切断前置功放,自动启动风冷,附带散热片,功放管温度高,降低输出功率,断开电源,降低功放输入信号功率或终止功放工作,降低输出功率,自动断开驱动级功放,断开电源,3.2 船用MF/HF SSB发射机,一、SSB发射机的主要技术指标,二、SSB发射机的组成,三、单边带发射机的主要电路单元,1. SSB激励器,2. 高频功率放大器,3.自动天线调谐器,（三）自动天线调谐器(ATU) 1.天调的功能:实现功放输出与发射天线之间达到 谐振与匹配。 谐振:使功放负载随工作频率变化被调谐成纯电阻。 匹配:经调谐后，功放的输出电阻与其负载电阻相 等，实现最大的功率输出。,2.