多信道接收機(jī)

隨著現(xiàn)代通信對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，在寬帶搜索、跳頻信號(hào)截獲等領(lǐng)域，寬帶多信道接收機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其主要具有接收靈敏度高、瞬間帶寬寬、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，但與此同時(shí)，微小的干擾信號(hào)就會(huì)對(duì)其高靈敏的接收系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。干擾信號(hào)的產(chǎn)生一方面由于接收機(jī)存在多路本振信號(hào)，導(dǎo)致其內(nèi)部組合干擾較多；另一方面，在接收機(jī)外部，大系統(tǒng)的集成度越來(lái)越高，設(shè)備復(fù)雜多樣，使接收機(jī)工作在惡劣的電磁環(huán)境中。

接收機(jī)內(nèi)各本振信號(hào)電平高、頻率間隔窄、組合干擾較多，極易對(duì)高靈敏信道產(chǎn)生影響，采用傳統(tǒng)設(shè)備良好接地、光電隔離等方法已經(jīng)不能滿足要求，針對(duì)多信道接收機(jī)的特殊性，需重點(diǎn)考慮以下措施：

多信道接收機(jī)多重電源濾波

接收機(jī)多路本振和信道并行工作，各種干擾信號(hào)很容易通過(guò)共用電源串?dāng)_，因此采取以下措施：

（1）電源分組設(shè)計(jì)，本振模塊和信道模塊采用雙路電源分別供電；

（2）多重電源濾波，在模塊內(nèi)部和各模塊之間分別設(shè)計(jì)電源濾波電路，增強(qiáng)濾波效果。

多信道接收機(jī)增加對(duì)本振信號(hào)的隔離

各本振信號(hào)之間的組合干擾是影響接收機(jī)性能的關(guān)鍵因素。在接收機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，一方面對(duì)組合干擾頻率進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化變頻方案，避免本振信號(hào)或其低次諧波信號(hào)之間的組合干擾落入信道通帶內(nèi)；另一方面，針對(duì)接收機(jī)中多通道共用本振的特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)本振信號(hào)之間的隔離，在本振分路電路上：

（1）采用高隔離度的分路器；

（2）在本振信號(hào)各分路上適當(dāng)增加放大器，利用放大器的反向隔離特性來(lái)增大本振信號(hào)的路間隔離；

（3）在本振分路各分路上設(shè)計(jì)低通濾波器， 增加對(duì)本振諧波信號(hào)的抑制；

（4）機(jī)箱底板電裝布線時(shí)盡量加大空間距離，按信號(hào)類別和強(qiáng)度分別綁扎，防止相互串?dāng)_。

多信道接收機(jī)，能夠同時(shí)接收多路信號(hào)的接收機(jī)。通信衛(wèi)星中的轉(zhuǎn)發(fā)器接收機(jī)就是這種接收機(jī)。通常它的前端是一個(gè)寬頻帶低噪聲接收機(jī)，如通信衛(wèi)星接收機(jī)一般為500MHz帶寬，噪聲系數(shù)在2dB以下。在頻分多路調(diào)頻-頻分多址衛(wèi)星通信體制中，每一個(gè)地球站分配了500MHz帶寬內(nèi)的某一個(gè)（或多個(gè)）固定地址頻率，帶寬足夠?qū)挼男l(wèi)星接收機(jī)保證了該通信系統(tǒng)中各個(gè)地球站頻率能夠正常轉(zhuǎn)發(fā)。這種體制中，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器信道的帶寬通常是36MHz?？紤]頻率復(fù)用后，500MHz帶寬的接收機(jī)可以安排24個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。在單路單載波-調(diào)頻-頻分多址體制中，每個(gè)話音信道的帶寬為45KHz，一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器信道可以安排800條話路。另外，電視機(jī)、收音機(jī)也都是多信道接收機(jī)，它們的特點(diǎn)是單獨(dú)調(diào)諧接收某一信道的某一頻率，而不是同時(shí)接收。頻譜分析儀也是多信道接收機(jī)。

電纜信道狹義信道的分類

狹義信道，按照傳輸媒質(zhì)來(lái)劃分，可以分為有線信道、無(wú)線信道和存儲(chǔ)信道三類。

有線信道

有線信道以導(dǎo)線為傳輸媒質(zhì)，信號(hào)沿導(dǎo)線進(jìn)行傳輸，信號(hào)的能量集中在導(dǎo)線附近，因此傳輸效率高，但是部署不夠靈活。這一類信道使用的傳輸媒質(zhì)包括用電線傳輸電信號(hào)的架空明線、電話線、雙絞線、對(duì)稱電纜和同軸電纜等等，還有傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制的光脈沖信號(hào)的光導(dǎo)纖維。

無(wú)線信道

無(wú)線信道主要有以輻射無(wú)線電波為傳輸方式的無(wú)線電信道和在水下傳播聲波的水聲信道等。

無(wú)線電信號(hào)由發(fā)射機(jī)的天線輻射到整個(gè)自由空間上進(jìn)行傳播。不同頻段的無(wú)線電波有不同的傳播方式，主要有：

• 地波傳輸：地球和電離層構(gòu)成波導(dǎo)，中長(zhǎng)波、長(zhǎng)波和甚長(zhǎng)波可以在這天然波導(dǎo)內(nèi)沿著地面?zhèn)鞑ゲ⒗@過(guò)地面的障礙物。長(zhǎng)波可以應(yīng)用于海事通信，中波調(diào)幅廣播也利用了地波傳輸。

• 天波傳輸：短波、超短波可以通過(guò)電離層形成的反射信道和對(duì)流層形成的散射信道進(jìn)行傳播。短波電臺(tái)就利用了天波傳輸方式。天波傳輸?shù)木嚯x最大可以達(dá)到400千米左右。電離層和對(duì)流層的反射與散射，形成了從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的多條隨時(shí)間變化的傳播路徑，電波信號(hào)經(jīng)過(guò)這些路徑在接收端形成相長(zhǎng)或相消的疊加，使得接收信號(hào)的幅度和相位呈隨機(jī)變化，這就是多徑信道的衰落，這種信道被稱作衰落信道。

• 視距傳輸：對(duì)于超短波、微波等更高頻率的電磁波，通常采用直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線傳輸。由于波長(zhǎng)很短，無(wú)法繞過(guò)障礙物，視距傳輸要求發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間沒(méi)有物體阻礙。由于地球曲率的影響，視距傳輸?shù)木嚯x有限，最遠(yuǎn)傳輸距離 d 與發(fā)射天線距地面的高度 h 滿足{\displaystyle d={\sqrt {15h}}\ {\mbox{km}}}。如果要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，必須設(shè)立地面中繼站或衛(wèi)星中繼站進(jìn)行接力傳輸，這就是微波視距中繼和衛(wèi)星中繼傳輸。光信號(hào)的視距傳輸也屬于此類。

由于電磁波在水體中傳輸?shù)膿p耗很大，在水下通常采用聲波的水聲信道進(jìn)行傳輸。不同密度和鹽度的水層形成的反射、折射作用和水下物體的散射作用，使得水聲信道也是多徑衰落信道。

無(wú)線通信在自由空間（對(duì)于無(wú)線電信道來(lái)說(shuō)是大氣層和太空，對(duì)于水聲信道來(lái)說(shuō)是水體）上傳播信號(hào)，因此能量分散、傳輸效率較低，并且很容易被他人截獲，安全性差。但是，無(wú)線通信擺脫了對(duì)導(dǎo)線的依賴，因此具有有線通信所沒(méi)有的高度靈活性。

存儲(chǔ)信道

在某種意義上，磁帶、光盤、磁盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒質(zhì)也可以被看作是一種通信信道。將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)媒質(zhì)的過(guò)程即等效于發(fā)射機(jī)將信號(hào)傳輸?shù)叫诺赖倪^(guò)程，將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)媒質(zhì)讀出的過(guò)程即等效于接收機(jī)從信道接收信號(hào)的過(guò)程。

電纜信道廣義信道的分類

廣義信道，按照其功能進(jìn)行劃分，可以分為調(diào)制信道和編碼信道兩類。

調(diào)制信道是指信號(hào)從調(diào)制器的輸出端傳輸?shù)浇庹{(diào)器的輸入端經(jīng)過(guò)的部分。對(duì)于調(diào)制和解調(diào)的研究者來(lái)說(shuō)，信號(hào)在調(diào)制信道上經(jīng)過(guò)的傳輸媒質(zhì)和變換設(shè)備都對(duì)信號(hào)做出了某種形式的變換，研究者只關(guān)心這些變換的輸入和輸出的關(guān)系，并不關(guān)心實(shí)現(xiàn)這一系列變換的具體物理過(guò)程。這一系列變換的輸入與輸出之間的關(guān)系，通常用多端口時(shí)變網(wǎng)絡(luò)作為調(diào)制信道的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述。

編碼信道是指數(shù)字信號(hào)由編碼器輸出端傳輸?shù)阶g碼器輸入端經(jīng)過(guò)的部分。對(duì)于編譯碼的研究者來(lái)說(shuō)，編碼器輸出的數(shù)字串行經(jīng)過(guò)編碼信道上的一系列變換之后，在譯碼器的輸入端成為另一組數(shù)字串行，研究者只關(guān)心這兩組數(shù)字串行之間的變換關(guān)系，而并不關(guān)心這一系列變換發(fā)生的具體物理過(guò)程，甚至并不關(guān)心信號(hào)在調(diào)制信道上的具體變化。編碼器輸出的數(shù)字串行與到譯碼器輸入的數(shù)字串行之間的關(guān)系，通常用多端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移概率作為編碼信道的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述。