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FM调制理论及其应用于海洋智能无人系统技术

时间:2023-10-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节将从讨论频率调制的基本理论开始。在接下来的小节中,频率调制的好处将变得显而易见。FM信号的基本形式如式所示:其中,m为由基带调制器产生的消息信号。对非正弦信号,其频率偏差同样被Amkf控制,其中Am为消息信号的最高幅值。

FM调制理论及其应用于海洋智能无人系统技术

链路模型的下一级是射频发射机和接收机。为了传输,基带信号被调制到一个载波上,然后被接收并解调回基带信号。正如基带调制解调器一样,有许多可用的调制方案来实现这一目标。本节将从讨论频率调制(frequency modulation,FM)的基本理论开始。在接下来的小节中,频率调制的好处将变得显而易见。

FM信号的基本形式如式(19.7)所示:

其中,m(t)为由基带调制器产生的消息信号。三个变量完全表征一个FM调制器:幅度A独立地控制发射信号的功率;载波频率ωc(rad/s)是恒定的发射机中心频率;频率偏移常数kf控制发射信号的带宽。

当消息信号m(t)为正弦信号时,有几个重要的结论,这些结论通过式(19.8)~式(19.12)几步推导得到。

正弦消息信号:

m(t)=Amsin(ωmt) (19.8)(www.xing528.com)

带有正弦消息信号的FM信号:

对式(19.10)傅里叶变换

瞬时频率和最大频率偏差:

FM信号带宽的Carson法则:

最重要的是式(19.10)和式(19.12)。在傅里叶变换公式中,Jn(x)是第一类一阶贝塞尔函数。Carson法则定义了一个有效的FM信号带宽,包含了98%的信号功率。Carson法则通过将ωm设置为带限非正弦消息信号最高的频率分量,从而扩展到适用于非正弦信号。对非正弦信号,其频率偏差同样被Amkf控制,其中Am为消息信号的最高幅值。

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