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業余無線電入門：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。我搜索后發現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業余無線電。
一個新的技術員（美國業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，在距離上表現更優秀。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。讓我們為新愛好者介紹得更加詳細一些。
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，發射機不僅僅是在調諧的載波頻率發射，而是會發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生變化，我們參考信號帶寬所發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，我們會發現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.傳輸的功率更密集地應用于較窄的頻段，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。
您現在可能會問，"SSB模式使用哪個邊帶？業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字模式的頻段，不使用SSB模式。另一個例外發生在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百或數千英里遠的信號）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傳輸的單邊帶信號。根據特定的地形特征和極化方式，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為音頻。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。
現在，數字信號處理（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。可通過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，要連續仔細調整，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，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業余無線電
(責任編輯：陸濤)