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業(yè)余無線電入門：了解單邊帶（SSB）模式
前天有朋友在后臺留言，點名要 Stu Turner 撰寫的《Understanding Single Sideband (SSB)》的鏈接。這個問題太奇怪了，點名要某一篇文章，這樣的問題非常簡單，在搜索引擎中輸入名字即可找到。然后這個聊天就這樣結束了，其實，有的問題很簡單，只需要三步。第一，打開搜索引擎，第二，輸入你想了解的問題，第三，點擊搜索按鈕。我搜索后發(fā)現(xiàn)這篇文章寫得非常好，比某些課本中的描述要生動得多，在此翻譯給大家。原文作者：Stu Turner，翻譯：CQ業(yè)余無線電。
一個新的技術員（美國業(yè)余無線電中的一種級別）級別的愛好者在剛開始的時候，可能會使用VHF和UHF頻段進行FM語音直頻和中繼通信。VHF/UHF FM模式只需要相對簡單的操作，是獲得技術員級操作證書后立即上機操作的好方法。然而，在掌握了中繼操作，并體驗了FM語音通聯(lián)的舒適性之后，許多愛好者的下一步是單邊帶語音操作，這是一個更具挑戰(zhàn)性的領域。
單邊帶語音操作提供更大范圍的無線電通信機會，包括遠距離和國際通信。一般來說，單邊帶信號往往比FM信號傳播更遠的距離，在距離上表現(xiàn)更優(yōu)秀。單邊帶可用于技術員級操作證書的VHF和UHF頻段、以及10米波段的28.3至28.5 MHz語音頻段。還用于更高許可類別的所有HF語音頻段。單邊帶是用于通過電離層進行超視距跳躍傳播的主要電話模式。請繼續(xù)閱讀，仔細了解單邊帶語言模式的基本知識，并更好地了解其相對于FM模式而言的操作復雜性和操作上的細微差別。此處略去一段介紹使用單邊帶模式的視頻。
什么是單邊帶？單邊帶是是幅度調制（AM）的一種特殊形式。它有什么特別之處？使用信號的振幅變化進行語音信息調制，單邊帶使用的帶寬略低于完整AM信號的一半。讓我們?yōu)樾聬酆谜呓榻B得更加詳細一些。
首先，一些關于帶寬的基礎知識：無線電信號由一系列傳輸頻率組成。當操作員在電臺上調到特定頻率時，顯示的頻率值是載波頻率。該載波頻率被視為一個連續(xù)頻率帶的參考位置，當按下"PTT"并向麥克風輸入一些語音音頻時，這些頻率帶將同時傳輸。因此，發(fā)射機不僅僅是在調諧的載波頻率發(fā)射，而是會發(fā)射一個靠近載波值的一小段頻率，用于編碼不同音頻頻率的語音信息。這個小信號段的大小會隨著不同類型的調制類型或模式而發(fā)生變化，我們參考信號帶寬所發(fā)射的頻率的大小或總范圍，一般以赫茲為單位。
上圖展示了常見操作模式（包括 SSB）信號消耗的帶寬。請注意，調頻（FM）占用的帶寬最大，大約是5 kHz到15 kHz。調頻帶寬隨語音音頻的功率或"響度"而變化。雖然不是語音模式，但CW的帶寬最窄，因為它只需要產生簡單的音調，而不能產生廣泛的音頻頻率來表示人的聲音。
SSB僅使用AM的雙邊帶之一，并且省略了載波頻率。上邊帶（USB）信號如圖所示。
AM信號占用帶寬約6 kHz，如果我們更詳細地檢查它，我們會發(fā)現(xiàn)它實際上由兩個邊帶組成，分布在載波頻率的兩側，它們是"鏡像"冗余頻段。即由AM信號組成的兩個邊帶中，每個邊帶均攜帶完整的語音信號。此外，AM信號還包括載波頻率本身的傳輸。雖然此冗余雙邊帶AM信號會提供強大和高質量的音頻，但它消耗的頻譜范圍相對較寬。
顧名思義，單邊帶模式僅使用AM兩個邊帶中的一個，并且在傳輸中省略了載波頻率。因此，SSB信號的帶寬不到常規(guī)AM信號的一半。SSB較窄的帶寬有幾個重要含義：1. SSB信號占用的帶寬窄，本來業(yè)余頻段內可用頻譜就較少，從而允許在頻段上同時允許更多信號而互相不受干擾；2.傳輸?shù)墓β矢芗貞糜谳^窄的頻段，在傳輸頻段中提供更高的平均有效功率，從而使SSB信號比功率相同的調頻或AM信號（在該信號中，功率分布在更廣泛的頻率范圍內）更具穿透力。
您現(xiàn)在可能會問，"SSB模式使用哪個邊帶？業(yè)余無線電使用的約定是，30米波段以上的頻段（頻率大于10 MHz），包括所有VHF和UHF頻段，使用上邊帶（USB），也就是與載波頻率相鄰且高于載波頻率的頻段。對于低于30米的頻段（頻率低于10 MHz），使用下邊帶。30米頻段是一個僅能使用數(shù)字模式的頻段，不使用SSB模式。另一個例外發(fā)生在60米頻段，在這里一般使用USB模式。（參見ARRL頻段計劃圖表詳細信息）
傳統(tǒng)的AM相比的音頻質量是很好的，調頻語音模式的音頻質量更好，與它們相比，單邊帶的音頻質量要差一些。帶寬較窄意味著單邊帶信號攜帶的音頻信息與AM或FM信號相比有所減少。因此，單邊帶音頻聽起來不夠飽滿，也不太豐富，但仍相當容易聽，并且更適合弱信號語音通信。
弱信號：與發(fā)射天線的初始輸出功率相比，傳輸距離很遠的信號（如在電離層和地面之間反射至數(shù)百或數(shù)千英里遠的信號）變得非常弱。隨著無線電波的擴大，其功率分布在更大的空間，減少了遠程接收站的有效功率。此外，信號極化在通過電離層反射時基本上變得隨機化，進一步降低了信號在遙遠接收天線上產生電流的能力，而極化不太可能與之匹配。這些所謂的"弱信號"操作受益于上述單邊帶信號的相對較高的功率密度。
即使不使用電離層反射信號，也可以利用單邊帶模式擴展通信范圍，例如在VHF或UHF傳輸?shù)膯芜厧盘枴８鶕囟ǖ牡匦翁卣骱蜆O化方式，本地VHF/UHF單邊帶信號通常可行超過100英里（約161公里）的通信。對于不使用電離層反射的通信，操作員使用水平極化，天線振子與地球表面平行。
SSB模式沒有固定頻道：與調頻語音操作不同，單邊帶調諧不使用預定義的通道。在劃定的語音頻段內是可以進行連續(xù)調諧的。這意味著操作員可以選擇波段范圍內所需的任何載波頻率，并在與載波頻率相鄰的3 kHz帶寬上傳輸和接收信號。典型的接收器接收單邊帶信號通常會使用標準的3 kHz SSB帶寬，將3 kHz頻段內接收到的任何信號轉變?yōu)橐纛l。為了正確接收信號，接收方的接收頻率必須與接收信號的頻率精確對齊。否則，如果頻率不對齊，信號聽起來會失真，并且會難以理解。接收信號的音頻失真是很明顯的，你可以感覺到信號被逐漸調入準確頻率的過程。
現(xiàn)在，數(shù)字信號處理（DSP）被廣泛用于多模式電臺接收SSB信號的過濾。模擬接收的信號被數(shù)字化，用于過濾，并重新轉換為模擬形式輸出音頻。
此外，由于整個頻段之間不存在預先定義的頻道，無法保持不同電臺的信號正確分離，因此信號很容易在同一頻率空間中"重疊"，并造成干擾。接收站解調其接收頻段3 kHz內的任何所有信號，有時這將是多個不同的信號。接收音頻中會聽到每個信號的某些部分，對所需信號造成不同程度的失真和干擾�？赏ㄟ^切換更窄的接收濾波器來改變接收帶寬，從而幫助減少來自波段附近的此類干擾信號。
這些都是單邊帶操作的一些挑戰(zhàn)，要連續(xù)仔細調整，而不是輕易地通過預先定義的頻道進行通信，并巧妙地實施各種過濾技術，以隔離和選擇有用的信號，讓有用的信號從附近的幾個信號中分離和選擇出來。這需要多注意一些細節(jié)，以確保您的信號保持在單邊帶模式的適當范圍內，并且在您執(zhí)照的允許范圍內。進行單邊帶模式操作，還需要您體諒他人，在發(fā)射信號之前要注意確保在所選的載波頻率附近有足夠的空閑頻段，以盡量減少對他人的干擾。當干擾發(fā)生時，要有禮貌，并更換頻率。
原文：2015年3月1日 by Stu Turner
翻譯：2021年9月25日 CQ業(yè)余無線電
(責任編輯：陸濤)