发射的频谱和带宽Word格式文档下载.docx
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1.147指配频带：
批准给一个电台进行发射的频带；
其带宽等于必要带宽加上频率容限绝对值的两倍。
如果涉及空间电台，则指配频带包括对于地球表面任何一点上可能发生的最大多普勒频移的两倍。
1.148指配频率：
指配给一个电台的频带的中心频率。
1.149特征频率：
在给定的发射中易于识别和测量的频率。
例如，载波频率可被指定为特性频率。
1.150基准频率：
相对于指配频率来说具有固定和指定不变位置的频率。
此频率对指配频率的偏移与特征频率对发射所占频带中心频率的偏移具有相同的绝对值和符号。
1.151频率容限：
发射所占频带中心频率偏离指配频率，或发射的特征频率偏离基准频率的最大容许偏差。
频率容限以百万分之几或以赫兹表示。
1.152必要带宽：
对给定的发射类别而言，恰好足以保证在规定条件下以所要求的速率和质量传输信息的频带宽度。
1.153占用带宽：
指这样一种带宽，在它的频率下限之下或频率上限之上所发射的平均功率各等于某一给定发射的总平均功率的规定百分数/2。
除非ITU-R建议书对相应的发射类别另有规定，/2值应取0.5％”，
建议
1定义
在处理带宽、信道间隔和干扰问题时，需要使用下列定义：
1.1基带
通过一条线路或无线传输系统传送的一个信号或若干多路复用的信号所占用的频带。
注1—对于无线电通信，基带信号构成了调制发射机的信号。
1.2基带带宽
通过一条线路或无线传输系统传送的一个信号或若干多路复用的信号所占用的频带的宽度。
1.3带宽扩展比
必要带宽与基带带宽之比。
1.4（发射的）带外频谱
由调制过程所产生的在必要带宽之外的那部分发射的功率密度谱（或在频谱是由离散分量构成的情况下的功率谱），但杂散发射除外。
1.5（发射的）容许带外频谱
对于给定的发射类别而言，在必要带宽限值之上和之下的频率上所容许的功率密度（或离散分量的功率）值。
注1—容许的功率密度（或功率）可用一限制曲线来规定，它给出了必要带宽以外各频率相对于规定的基准值的分贝数表示的功率密度（或功率）。
此限制曲线起点的横坐标应与必要带宽的极限频率相重合。
各种不同类别发射的限制曲线的说明在下面的附件1-6中给出。
1.6（发射的）带外功率
在带外频谱的频率上发射的总功率。
1.7容许的带外功率
对于给定的发射类别，在必要带宽限值之上和之下的频率上所容许发射的平均功率值。
注1—对每种发射类别应分别确定其容许的带外功率值，并且应使用在发射的总平均功率中所占的百分比来表示，发射的总平均功率是由每种发射类别对应的限制曲线得到的。
1.8xdB带宽
指这样的频带宽度，在其频率上限和下限之外，任何离散频谱分量或连续频谱功率密度应至少比预定的0dB基准值低xdB。
x
dB带宽的定义可以根据0
dB的确定而改变（见ITUR
SM.1541建议书）：
—x
dBsd带宽：
当选择参考电平为必要带宽内的最大功率谱密度值的情况下的x
dB带宽；
dBc带宽：
当选择参考电平为发射的未调制载波功率的情况下的x
dB带宽。
当测量时接入不到载波，则参考电平为平均功率；
dBpp带宽：
当选择参考电平为峰值功率的最大值的情况下的x
dB带宽，与占用带宽内的参考带宽一起测量。
注1—根据xdB带宽方法给出的结果，在xdB和0
dB参考电平做出适当的选择后，预计对《无线电规则》第1条第153款中规定的占用带宽的99%都可接受的。
1.9电报信号的建立时间
电报电流从稳定状态的十分之一达到十分之九（或相反）所经历的时间；
对于非对称信号，信号在开始和结尾的建立时间是不同的。
1.10电报信号的相对建立时间
§
1.9中所规定的建立时间与半幅度脉冲信号持续时间之比。
1.11调制速率
在下文中，调制速率（Bd）B指对应的发射机使用的最高速度。
如果发射机工作的速度比最大速率低，应当增加建立时间使占用带宽最小，以符合《无线电规则》第3.9款。
2频谱效率最佳的发射机的发射
当某个发射的占用带宽与该发射类别的必要带宽一致时，从频谱效率的观点认为该发射是最佳的。
从频谱效率的观点看的最佳带宽在共用情况下，从频谱使用的角度可能不是最佳的。
2.1下面频谱的例子用来说明带外功率、必要带宽和xdB带宽的定义。
图1图2
通过比较带外功率和频带上下限分析频谱通过xdB带宽分析频谱
3带外发射的限值
本建议书可作为计算带外发射限值的指导。
定义此限值应考虑调制的非理想性、相位噪声、互调和滤波器实现的实际限制。
4发射频谱的计算
对《无线电规则》附录1中确定的发射类型，可以计算其发射分量的值。
应使用附件1到6对下列发射类型进行计算，附件中包括分析模型以及其他考虑因素，可以作为在确定测量占用带宽时所用的值时的使用基础：
—A类发射（见附件1）；
—B类和R类发射（见附件2）；
—F类发射（见附件3）；
—G类发射（见附件4）；
—J类发射（见附件5）；
—数字调相（见附件6）。
4.1用于分析计算的带外频谱包络的近似表示
通过功率函数对带外频谱进行近似表示，应使用下列公式：
（1）
γ=0.33N
其中S（fm）是在给定频率fm上的功率，N是带宽扩展八倍频程频谱包络降低的分贝数。
对带外频谱包络的另一种近似表示使用指数函数，应当使用下面的公式：
（2）
其中N1代表频带扩展一个八倍频程对用的分贝数。
对于最常见的情况，N
=
12到20dB/八倍频程，这对于在准确度大约为±
15%到20%，即准确度较低的情况下，进行功率比较是足够的，能够保证占用带宽的测量准确度为±
3%到7%*。
这些方法是将发射的总功率与滤波后剩余的功率相比较，这可以通过两个低通滤波器或两个高通滤波器，或通过一个高通滤波器，或者通过一个高通和一个低通滤波器来实现，对于发射的频谱而言，滤波器的截止频率可以改变。
另一种方法是使用频谱分析仪来分析功率谱，从而得到相对的功率成分。
5减少发射机的无用发射造成的干扰
下面是一些用来减少发射机的无用发射的方法（这些方法详见附件7）：
—发射机的结构（见附件7的§
1）；
—滤波（见附件7的§
2）；
—调制技术（见附件7的§
3）；
—线性化（见附件7的§
4）；
—预失真（见附件7的§
4.1）；
—前馈（见附件7的§
4.2）；
—反馈（见附件7的§
4.3）；
—调制反馈（见附件7的§
4.4）；
—极坐标环路技术（见附件7的§
4.5）；
—笛卡儿坐标环路技术（见附件7的§
4.6）。
注1—减少发射的结构和可能的方法是多种多样的，从这个角度讲，不要认为前面的列表是全面的。
本建议书的附件
附件
1—对标识为A类的发射的考虑（双边带）
2—对标识为B类和R类的发射的考虑（独立边带和单边带）
3—
对标识为F类的发射的考虑（频率调制）
4—对标识为G类的发射的考虑（相位调制）
5—对标识为J类的发射的考虑（单边带，抑制载波）
6—数字相位调制
7—减少由于发射机无用发射造成的干扰
附件1
对标识为A类的发射的考虑
（双边带）
页码
1有起伏的发射类别A1A和A1B10
1.1必要带宽10
1.2频谱包络的形状10
1.3占用带宽11
1.4带外频谱11
1.5信号的建立时间11
1.6相邻信道的干扰11
2无起伏的发射类别A1A和A1B11
3使用滤波器对电报信号整形11
4发射类别A2A和A2B12
4.1必要带宽12
4.2带外频谱12
5调幅无线电话发射，声音广播发射除外13
5.1调制信号的类型和输入信号电平的调整13
5.2ITU-TG.227建议书的摘要15
5.3发射类别为A3E的双边带电话15
5.3.1必要带宽15
5.3.2必要带宽之内的功率15
5.3.3带外频谱16
5.3.4确定带外频谱的0dB基准电平与发射的其他频谱分量之间的关系17
5.4单边带、发射类别R3E、H3E和J3E（减幅，全载波和抑制载波）以及
独立边带的发射类别B8E18
5.4.1必要带宽18
5.4.2必要带宽之内的功率18
5.4.3发射类别B8E的带外频谱；
四个电话通道同时工作19
6用于声音广播的调幅发射20
6.1调制信号的类型和输入信号电平的调整、发射类别A3EGN、声音广播20
6.2用于调制信号发生器的噪声信号（摘自ITUR
BS.559建议书的§
1.3）20
6.3发射类别A3E，双边带声音广播22
6.3.1必要带宽22
6.3.2必要带宽内的功率22
6.3.3带外频谱22
6.3.4确定带外频谱的0dB基准电平与发射的其他频谱分量之间的关系23
1有起伏的发射类别A1A和A1B
当接收场强出现短时间的大变化时，下面给出的单路、调幅、连续波电报（A1A和A1B类别）的规范，代表了所需要的性能，这是由带有合适的输入滤波器和在键控级以后有足够线性放大器的发射机得到的。
1.1必要带宽
必要带宽是等于五倍的调制速率（波特）。
频带边缘的分量应至少比具有同样调制速率的一串矩形的点和间隔的频谱的相同分量的电平低3
dB。
此相对电平–3dB相当于连续发射的平均功率以下27dB的绝对电平（见ITU-RSM.326建议书的表1）。
1.2频谱包络的形状
如果假定射频信号是一个方波，则频谱包络相对于连续发射的幅度是边带分量阶次的函数，如图3所示。
在该图中，边带分量的阶次n由下式给出：
（3）
其中：
f：
与频谱中心的间隔（Hz）
B：
调制速率（波特）。
1.3占用带宽
若带外功率功率比β=0.01，可以使用下面的经验公式来计算占用带宽L（Hz）：
（4）
α：
电报信号中最短脉冲的相对建立时间，正如建议1.10中规定的。
使用此公式得到的结果与精确计算的结果之间的最大偏差在α＜0.02时是2
B；
在α≥0.02时为B。
测量的结果也证实这一点。
因此公式（3）可以用于A1A和A1B发射占用带宽的间接测量。
1.4带外频谱
如果横坐标采用对数单位来表示频率，纵坐标以分贝为单位来表示功率密度，则表示带外频谱的曲线应在两条直线之下，此直线的起点分别为前面定义的点（+5
B/2,–27
dB）或（–5
dB），其斜率为每倍频程30dB，终点分别为点（+5
B,–57
B,
–57
dB）。
在此之后，这条曲线应在–57dB之下。
必要带宽频率限值之上和之下的带外功率的容许值各近似为总平均辐射功率的0.5%。
1.5信号的建立时间
发射信号的建立时间主要决定于发射机输入端的信号波形、信号所通过的滤波器的特性以及发射机本身产生的任何线性和非线性效应（假定天线对信号波形没有影响）。
作为近似，可以假定靠近§
1.4中所规定的限制曲线的带外频谱，对应的建立时间大约是电报点符20%起始持续时间，即大约1/5B。
1.6相邻信道的干扰
对相邻信道的干扰取决于大量的参数，很难进行严格的计算。
由于不需要很精确的计算干扰值，可以使用半经验的公式和图表。
2无起伏的发射类别A1A和A1B
对于调幅、连续波电报，当接收场强的短时间变化不影响传输质量时，必要带宽可以减少到调制速率（波特）的三倍。
3使用滤波器对电报信号整形
将电报信号的建立时间增加到接收设备能正确工作的最大值是减小占用带宽的一个正确方法。
此种滤波器的6dB通带与调制速率（波特）一半之比的最小值T，很大程度上取决于接收机终端设备的同步要求、发射机和接收机的频率稳定度，在实际业务量的情况下，还取决于传播的条件。
这个最小值，在同步和稳定性都特别好的情况下可以为2，在有明显频率偏移和使用电传设备的情况下，则需要变到15。
为了充分利用发射机的功率，最好使用过冲最小的滤波器。
对于最小过冲滤波器，信号码元不在1%以内的百分比或时间，如表2所示，它们是T的函数。
表2
0%
（正弦信号）
50%
90%
100%
（矩形信号）
T
1.6
3.2
16
¥
∞
由于比值T是预先确定的，可能需要使用由多个部分构成的滤波器，用以减少频谱外侧的成分。
4发射类别A2A和A2B
对于载波频率和调制振荡均加以键控的单路电报，调制百分比不超过100%，调制频率高于调制速率（f
＞B），下面给出的要求是使用相当简单的输入滤波器和近似线性的发射级就可以达到的必要性能。
4.1必要带宽
必要带宽等于两倍的调制频率f加上五倍的调制速率（波特）。
4.2带外频谱
如果横坐标采用对数单位来表示频率，纵坐标以分贝为单位来表示功率密度，则表示带外频谱的曲线应在两条直线之下，此直线的起点为（+（f
+
5
B/2）,–24
dB），或（–（f
+5B/2）,–24
dB），其斜率为每倍频程12dB，终点分别为点（+（f
B）,–36
dB）或（–（f
B）,
–36
此后，这条曲线应在–36dB之下。
基准电平0dB相当于加有调制振荡的连续发射的载波电平。
必要带宽极限频率以上和以下的带外功率的容许值分别近似等于总平均辐射功率的0.5%。
5调幅无线电话发射，声音广播发射除外
调幅发射的占用带宽和带外辐射在不同的程度上是由下面这些因素决定的：
—调制信号的类型；
—决定发射机调制负载的输入信号的电平；
—通频带宽，这取决于由发射机的音频级和中间调制级以及末段调制级所使用的滤波器；
—谐波失真以及带外频谱中互调成分的大小。
从各种测量中已经得到了本节所叙述的电话发射的频谱限值。
发射机的峰包功率首先是使用ITU-RSM.326建议书中§
3.1.3所叙述的方法来确定的，并且将发射机的失真调整到对该类业务来讲可接受的程度。
在使用几种不同的调制信号来代替两个音频信号进行测量时，发现对于白噪声或加权噪声而言，如果通过滤波将其带宽限制在正常业务传输信息所需要的带宽，在进行实际测量时是话音信号的很好的替代物。
在§
5.3和§
5.4所规定的带外发射曲线中，纵坐标代表中心频率调谐到横坐标对应的频率上时，3kHz带宽接收机所接收到的能量，并归一化为以同一接收机调谐到占用带宽的中心频率时接收到的能量。
但是，3kHz带宽的接收机不能提供靠近占用带宽边缘的频率范围内的详细信息。
已经发现用一个有效带宽为100至250Hz的接收机或使用具有相似滤波器带宽的频谱分析仪进行逐点测量，对于分析频谱的细微结构更为有用。
为了进行这些测量，首先应当确定限制发射带宽的滤波器的频率衰减特性，然后在发射机中加入白噪声或加权噪声，并将其带宽限定为比滤波器的带宽略宽。
在向发射机加载信号时需要注意，在不同的情况下，输出端的信号峰值超过发射机的峰包功率或者相当于调制系数为100%的电平的时间不要多于规定的一个小的时间百分比。
这一百分比根据发射的类别确定。
5.1调制信号的类型和输入信号电平的调整
由于噪声幅度的统计分布几乎是独立于带宽的，并且在使用线性加权网络的条件下也没有明显的改变，因此可以按照下面的程序来模拟发射机在实际条件下的负载情况。
首先使用正弦信号对发射机进行调制，调制指数为100%。
接着用噪声信号取代正弦信号，调整噪声信号的电平直到射频信号解调后的均方根电压等于正弦信号产生的均方根电压的35%。
对于由白噪声或加权噪声构成的调制信号的调整是相同的，经过这样的调整，根据图3中的曲线，噪声调制后的信号包络超过100%调制系数所对应电平的时间百分比不超过0.01%。
电平最好在发射机的输出端进行测量，如上所述，这是为了避免不同的噪声带宽值引起的误差，如果在输入端或在使用了带限滤波器的发射机输出端确定噪声电平，就会出现这种误差。
图3
白噪声的即时电压随比值x变化，超过门限电压±
u的时间Φ（%）
5.2ITU-TG.227建议书的摘要
图4和图5分别是常规电话信号发生器整形网络的相对响应曲线以及电路图。
图4
常规电话信号发生器整形网络的相对响应曲线
5.3发射类别为A3E的双边带电话
5.3.1必要带宽
必要带宽F实际上等于最高调制频率M的两倍，这是为了使发射衰减足够小。
5.3.2必要带宽之内的功率
必要带宽之内功率的统计分布是由加载到发射机输入端不同话音频率分量的相对功率值决定的，在使用多个通路的情况下，则是由工作通路的数量以及加载到各个通路输入端的话音频率分量的相对功率值确定的。
如果发射机没有连接加密设备，每个通路不同话音频率分量的功率分布可以假定为与图4中给出的曲线相对应。
此曲线不适用于声音广播。
如果发射机与使用频率倒置的加密设备相连，可以利用相同的数据，但要将接收到的频谱进行倒置。
如果使用了频带分割加密设备，可以假定在频带内功率的统计分布是均匀的。
图5
常规电话信号发生器的整形网络
5.3.3带外频谱
如果横坐标采用对数单位来表示频率，纵坐标以分贝为单位来表示功率密度，则表示带外频谱的曲线应在两条直线之下，此直线的起点为（+0.5
F,0dB）或（–
0.5
F,0
dB），终点分别为点（+0.7
F,–20dB）或（–
0.7
F,–20dB）。
在这些点之外一直到–60dB，此曲线应在从上面所说的终点出发、斜率为每倍频程12dB的两条直线之下，在此之后，这条曲线应在–60dB之下。
基准电平0dB，相当于不包括载波功率的全部功率在必要带宽之内是均匀分布的情况下的功率密度。
5.3.4确定带外频谱的0dB基准电平与发射的其他频谱分量之间的关系
5.3.4.10dB基准电平与最大频谱功率密度所对应的电平之间的关系
如果使用白噪声对发射机进行调制，白噪声根据§
5.3.2所述、§
5.1所示的曲线进行了加权处理，则在两个边带内，§
5.3.3中定义的0dB基准电平值比最大功率密度对应的电平大约低5dB。
5dB对上限频率为3kHz或3.4kHz的调制频率带宽都是有效的。
5.3.4.20dB基准电平与载波电平之间的关系
0dB基准电平与载波电平之比B（dB）由下式确定：
（5）
mrms：
发射机均方根调制系数
Beff
：
分析仪的有效噪声带宽
F：
发射的必要带宽。
因此基准电平取决于：
—边带的功率Ps，由下式确定：
（6）
其中Pc是载波功率，
—必要带宽F，
—所使用的分析仪器的有效噪声带宽Beff。
图6显示了在均方根调制系数取不同值的情况下，作为必要带宽的函数，由公式（5）计算得到的比值αB的比值。
对于一些实际的应用，例如在监测时，如果无法准确地知道实际的调制系数，可以假定发射机均的方根值调制系数为35%。
于是公式（5）可以简化为：
（7）
图
7显示了在有效噪声带宽取不同值的情况下，作为必要带宽的函数，由简化公式（7）计算得到的比值αB的比值。
5.4单边带、发射类别R3E、H3E和J3E（减幅，全载波和抑制载波）以及独立边带的发射类别B8E
5.4.1必要带宽
对于R3E和H3E发射，必要带宽F实际上等于最高的音频频率值f2，这是为了使发射衰减足够小。
对于J3E类发射，必要带宽F实际上等于最高的音频频率f2与最低音频频率f1之差，这是为了使发射衰减足够小。
对于B8E类发射，必要带宽实际上等于距离指配频率最远的两个射频频率之差，这两个频率对应于以足够小的衰减在该发射的两个外侧通路中发射的最大和最
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