VHF での長距離通信の変調の種類。スキーム、説明

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VHF の長距離通信用の変調の種類。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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VHF による長距離無線通信は、もはや珍しくありません。現在、かなりの数のアマチュア無線家が、オーロラ、流星の軌跡からの反射、さまざまな種類の中継器などを使用して定期的に通信を行っています。かなり現代的。

接続を確立できるかどうかを決定する主な要因は、受信機の出力における信号対雑音比です。この比率が信号の理解可能な受信に十分である場合にのみ、通信が可能です。この観点から、最も有利なのは、電信信号の聴覚受信です。これは、0,5〜1の比率（-6〜0 dB）ですでに可能です。さらに、受信帯域幅を 0,5 ～ 1 kHz に狭めることができるため、明瞭度がいくらか向上します。人間の聴覚の特性により、さらに狭めるのは現実的ではありません。狭帯域ノイズを背景に、信号を解析するのはより困難です。たとえば、帯域幅が 100 Hz の場合、必要な S/N 比はすでに 2 ～ 3 (6 ～ 10 dB) に上昇しています。

音声を十分に受信するには、電信信号を受信する場合よりも信号対雑音比を高くする必要があります。図上。図 1 は、レシーバ出力での S/N 比に対する音声信号の了解度 R (RS スケールのパーセントおよび条件付きポイント) のプロットを示しています。信号の 50% の了解度 (十分な受信) の場合、必要な比率は 10 (10 dB) であることがグラフからわかります。したがって、電信と広く使用されている単側波帯変調を比較すると、送信電力が同じであれば、電信による通信距離が長くなることがわかります。逆に、同じ通信範囲では、SSB 送信機に必要な電力は 40 ～ 10 倍 (16 ～ 10 dB) 高くなります。ただし、音声信号のダイナミックレンジを圧縮すると、SSB の効率をテレグラフに近づけることができます。これにより、最大 XNUMX 倍の電力が得られます。

VHFでの長距離通信用の変調の種類
Pic.1

電信受信機と SSB 受信機 (ミキシング検波器を備えたもの) は、他のタイプの変調用に設計された受信機とは、特徴的な機能によって区別されます。信号対雑音比は、IF パスと出力で一致します。しかし、線形周波数変換操作です。他のすべてのタイプの変調では、信号対雑音比のしきい値があり、それを下回ると信号は受信機の検出器でノイズによって抑制されます。これは、図のグラフからもわかります。図２は、異なるタイプの変調に対する検出器の入力および出力における信号対雑音比に関する依存性を示している。横軸は、入力における約 2 kHz 帯域幅でのノイズ電力に対するピーク信号電力の比率を表します。

VHFでの長距離通信用の変調の種類
Pic.2

インデックス m=1 (偏差 ±3 kHz) の AM および狭帯域 FM の場合、受信パスの IF 帯域幅は 6 kHz であり、m=5 (偏差 ±15 kHz) の広帯域 FM の場合 - 30 kHz であると想定されます。 AM および狭帯域 FM のしきい値 (グラフの屈折) は、広帯域 FM の検出器入力での S/N 比が 5 ～ 7 dB で観察されます。したがって、AM、狭帯域、広帯域 FM を比較すると、狭帯域 FM は受信機出力での S/N 比が大幅に向上し、通信範囲が広がると結論付けることができます。このような FM をスレッショルドより上で使用すると、CW や SSB と比較してわずかに優れたレシオが得られます。

このタイプの変調はアマチュア無線家の間ではまだ比較的珍しいので、詳しく説明する価値があります。 FM 送信機は SSB 送信機よりも構造が単純であり、変調用の高出力の音声信号を必要としません (AM のように)。その出力電力は一定でピークに等しいため、このような送信機 (特にトランジスター) の設計とセットアップははるかに簡単です。ここでは、クロストークとインパルスノイズの影響はほとんどありません。検出器は信号振幅の変化に反応しないため、AM よりも大きくなります。 FM 送信機は干渉、特にテレビの干渉を少なくします。

FM 送信機の変調器が高周波数を均一に上昇させ (オクターブあたり約 6 dB)、逆に受信機のベースアンプで高周波数を減衰させる場合、補正によるゲイン (しきい値を超えて動作している場合) は 10 dB に達する可能性があります。ダイナミックレンジの圧縮は、他のタイプのモジュレーションと同様に効果的です。平均周波数偏移が増加し、過変調が防止されます。

ただし、記載されているすべての利点は、受信機で特別な周波数検出器 (リミッター弁別器または比率検出器) を使用した場合にのみ現れることに注意してください。検出器が振幅変調に応答する場合、狭帯域 FM は AM とほぼ同等です。

上記を要約すると、最も「長距離」は聴覚受信を伴う電信動作モードであると結論付けることができます。達成可能な通信範囲の点で XNUMX 番目は SSB であり、狭帯域 FM はこのタイプの変調に近づいています。 AM とブロードバンド FM は、長距離通信にはあまり効果がありません。

著者: V. Polyakov (RA3AAE); 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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