單邊帶的概念

單邊帶的英語說法是：SingleSideBand，縮寫為SSB。它將對信號的研究從時域引申到頻域，從而帶來更直觀的認識。一個規(guī)則的非正弦信號，不論是周期性的還是非周期性的，都可以分解為一系列頻率不同的正弦或余弦分量。

單邊帶涉及的前提就是頻譜。單邊帶它將對信號的研究從時域引申到頻域，從而帶來更直觀的認識。一個規(guī)則的非正弦信號，不論是周期性的還是非周期性的，都可以分解為一系列頻率不同的正弦或余弦分量。

單邊帶的信號

單邊帶信號從本質(zhì)上來說也是一種調(diào)幅信號，它出自于調(diào)幅又區(qū)別于調(diào)幅。調(diào)幅波是一個載波幅度跟隨調(diào)制音頻幅度變化而變化的調(diào)制方式。只有清楚的知道調(diào)幅波的頻譜特征才能準確的掌握單邊帶。如下圖，1KHz的調(diào)制信號對10MHz的載波信號進行調(diào)制，將得到一個調(diào)幅信號（AM）。

對這個調(diào)幅信號進行分解將得到如下的頻譜。頻率低于載頻的譜線為下邊帶（LSB），頻率高于載頻的譜線為上邊帶（USB）

但是，大多數(shù)的單邊帶電臺都要發(fā)送語音信號，情況就要比上面的單頻率調(diào)制的情況復雜些。單邊帶電臺一般要傳送300到3000赫茲的音頻信號。如果載波信號仍然是10MHz，那么攜帶這樣語音信號的調(diào)幅信號的頻譜就如下圖所示。

由于調(diào)幅波要發(fā)射出去3個頻率分量（載波，上邊帶，下邊帶），而且不攜帶有用信息（音頻）的載波在發(fā)射功率中又占了大部分功率份額。所以調(diào)幅波對電力的利用效率是比較低的。在調(diào)幅波頻譜中的上下兩個邊帶都含有相同的信息，而且載波并不含有有用信息。那么，只傳送一個邊帶也就可以完成信息的傳送，為了提高發(fā)射功率的效率，而把其中一個邊帶和載波都消除掉。這個過程就叫做單邊帶調(diào)制，而最終輸出的無線電信號就叫做單邊帶信號（SSB）。根據(jù)發(fā)送邊帶的不同單邊帶信號有可分為上邊帶信號（USB）和下邊帶信號（LSB）。

單邊帶信號的產(chǎn)生一般使用平衡調(diào)制器，它的特點是經(jīng)過調(diào)制的信號只包含上邊帶和下邊帶頻率分量，而音頻和載波在調(diào)制器內(nèi)部就被消滅掉了。這樣在調(diào)制器的輸出端，我們就得到了兩個邊帶的頻率分量，這種含有兩個邊帶信號同時也沒有載波分量的信號，我們稱它為雙邊帶信號，簡稱DSB。此時，DSB也可以被直接發(fā)射出去，但是DSB信號中含有兩個邊帶的信號，這兩個邊帶攜帶著兩個完全相同的信息，我們完全可以只發(fā)射其中的一個。這時，我們用濾波器過濾掉其中的一個邊帶就可以得到單邊帶信號（LSB或者USB）。由于這兩個邊帶的頻率都是在很高的高頻波段，而且兩個邊帶的頻譜靠的很近。顯然只能靠Q值極高的機械濾波器或晶體濾波器才能很好的把其中一個邊帶濾除掉。

為了對單邊帶信號能有一個更感性的認識，用一個雙音頻信號調(diào)制載波產(chǎn)生的調(diào)幅信號和上邊帶信號的波形列于下圖中。

單邊帶信號的波形及頻譜

在單音正弦調(diào)制下，載波全抑制的單邊帶信號波形是最簡單的，因為單邊帶信號這時只包含一個振幅固定的頻率分量，如工作于上邊帶時；

U（t）＝MUom／2cos（ωo+Ω）t

這個分量的頻率就是fo+F，調(diào)制度越深，此頻率分量的振幅越大，單邊帶信號波形圖及其對應時刻的矢量如圖3（d）所示。

由此可以看出，單邊帶信號的包絡線絕非調(diào)制信號的波形，因為單邊帶信號的振幅受調(diào)制信號的瞬時振幅所控制，在單音正弦的調(diào)制下，調(diào)制信號的振幅不變，故而，單邊帶信號的振幅也不變，呈現(xiàn)為等幅的高頻振蕩，單邊帶信號的頻率則按照調(diào)制信號的瞬時頻率進行調(diào)制，信號為單音正弦的情況下，單邊帶信號的高頻頻率為fo+F。

當調(diào)制信號為復音頻時，同樣可以通過上述的矢量作圖術(shù)得調(diào)幅波（即全載頻雙邊帶波形），無載頻雙邊帶信號波形以及單邊帶信號的波形圖，不過作圖較繁，調(diào)制信號越復雜，波形圖也越復雜。

圖6為雙音信號調(diào)制時的波形

從單頻信號和雙載信號調(diào)制圖中，雖不能看出單邊帶信號波形與調(diào)制信號波形有什么直接聯(lián)系，但可以得出：

1）單邊帶信號包含著調(diào)制信號的全部特征，即包含著表示信號各頻率分量的振幅，角效率及初相角，這一情況證實了單邊帶是可以傳遞信息的。

2）比較單邊帶信號與調(diào)制信號的頻譜，可以看出，單邊帶調(diào)制并未改變調(diào)制信號的頻譜構(gòu)成，所謂調(diào)制只是使調(diào)制信號的頻譜在頻率或座標軸上向右移動而已。

雙邊帶的概念

雙邊帶就是正常的調(diào)幅信號，在頻譜中靠近0點的兩個包絡是下邊帶，遠離的是上邊帶。雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SCAM）是幅度調(diào)制方法中的一種。雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號s（t）是利用均值為零的模擬基帶信號m（t）與正弦載波c（t）相乘得到。

調(diào)制就是對信號源的信息進行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程。一般來說，信號源的信息（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號。基帶信號往往不能作為傳輸信號，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸。這個信號叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制信號。調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載體信號的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化來實現(xiàn)的。而解調(diào)則是將基帶信號從載波中提取出來以便預定的接收者（也稱為信宿）處理和理解的過程。

雙邊帶頻譜特性

雖然實際模擬基帶信號m（t）是隨機的，但我們還是從簡單如手，先考慮m（t）是確定信號的調(diào)幅信號的傅氏頻譜，然后再分析m（t）是隨機信號的調(diào)幅信號功率譜密度。

確定調(diào)制信號：

若調(diào)制信號m（t）是確定的，其相應的傅氏頻譜為M（f），載波信號c（t）的傅氏頻譜是C（f）（設），調(diào)幅信號s（t）的傅氏頻譜S（f）與C（f）相卷積得到，如圖4.2.3所示。

圖4.2.3描述了M（f）、C（f）及S（f）的振幅頻譜，由該圖看出，經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶號的頻譜被搬移到載頻處。若模擬基帶信號帶寬為W，則調(diào)幅信號帶寬為2W，因而傳輸此調(diào)幅信號s（t）的信號帶寬。上述調(diào)幅信號在的頻率分量為的上邊帶，在的頻率分量為的下邊帶。無論是的上邊帶或下邊帶均與的所有頻率分量相對應，說明上、下邊帶攜帶相同的信息，稱此調(diào)幅信號為雙邊帶調(diào)幅信號。該調(diào)幅信號的另一特征是它的頻譜中不包含離散的載頻分量，這是由于模擬基帶信號的頻譜成分中不含離散的直流分量，所以又稱此不包含離散載頻分量的雙邊帶調(diào)幅信號為雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號。

單邊帶和雙邊帶的區(qū)別

雙邊帶在AM調(diào)制模型中，將直流A0去掉，即可得到一種高效率的調(diào)制方式DSB. 而單邊帶是將雙邊帶信號中的一個邊帶濾掉而形成的。