Однополосная модуляция

Одной из особенностей амплитудной модуляции является неэкономное распределение мощности ВЧ генератора, большая часть которой. (67%) расходуется на несущие колебания, тогда как на долю боковых составляющих, в которых заложена информация о передаваемом сообщении, остается только 33 % мощности. Поэтому было предложено передавать не весь спектр AM колебания, а только одну боковую полосу - ОБП сигнал. Рассмотрим случай передачи тонального сигнала:

u_мод(t)=U_модcosWt.

Для ВЧ сигнала при амплитудной модуляции получим:

u(t)=U₀(1+mcosWt)cosw₀t,

где m=U_мод/U₀£1 - коэффициент глубины амплитудной модуляции; w₀ - частота несущих колебаний. Выделив из AM сигнала, нижнюю боковую составляющую, получим:

u_б.с(t)=0,5mU₀cos(w₀–W)t).

При передаче сообщения, занимающего спектр от W_мин до W_макс, спектры AM сигнала и с одной боковой полосой (ОБП сигнал) представлены на рисунке

При передаче ОБП сигнала вся мощность может расходоваться на боковую составляющую, поэтому вместо u_б.с(t)=0,5mU₀cos(w₀–W)t) запишем:

u_б.с(t)=mU₀cos(w₀–W)t).

Из проведенного анализа можно сделать следующие выводы:

– амплитуда ОБП сигнала по сравнению с амплитудой боковой при AM сигнале возрастает в два раза, что дает выигрыш по мощности в четыре раза;

– ширина спектра ОБП сигнала уже полосы спектра AM сигнала в два раза, что позволяет сузить полосу пропускания радиоприемника по промежуточной частоте и получить выигрыш в отношении сигнал-помеха по мощности также в два раза (мощность шумов в радиоприемнике пропорциональна его полосе пропускания по промежуточной частоте);

– согласно u_б.с(t)=mU₀cos(w₀–W)t) в обычном радиоприемнике ОБП сигнал будет воспринят как несущее колебание со смещенной частотой и, следовательно, выделить переданное сообщение не удастся.

Пусть вместо тонального сигнала передается некоторое сообщение с изменяющейся амплитудой и частотой сигнала, для которого запишем:

,

что позволяет ОБП сигнал представить в виде:

.

Из уравнения следует, что ОБП сигнал есть сигнал с амплитудной и фазовой модуляцией. Поэтому в качестве тестового сигнала при однополосной модуляции может использоваться двухчастотный сигнал, который относится к числу сигналов с такой двойной модуляцией - амплитудной и фазовой.