【题目编号】MC1-0796
【题目】用 SDR 接收机的频谱显示器观察短波 RTTY 等 2FSK 调制的数据通信信号,我们应当看到两个幅度相等的谱峰。但是实际观察结果是这两个谱峰的高度在随机变化。造成这种现象的原因是:
【答案】A
[A]电离层的选择性衰落
[B]接收机的工作点漂移
[C]发射机的 ALC 不稳定
[D]接收机的 AGC 不稳定
考点速览
本题考短波数据通信里的一个典型现象:用软件无线电(SDR,software-defined radio)频谱显示器看 2FSK 调制信号,本该看到两个幅度相等的谱峰,实际却看到两个峰的高度随机变化,原因是什么。答案是电离层的选择性衰落。它把“选择性衰落”这个抽象概念落到了一个可观察的频谱现象上,属于电波传播与数字通信结合的题。
原理与依据
2FSK 是二进制频移键控(frequency shift keying),用两个不同频率的载波分别代表二进制 0 和 1,这两个频率叫“传号”频率和“空号”频率。业余短波 RTTY(无线电传)常用 170 赫兹的频移量,也就是两个载波相距约 170 赫兹。理想情况下,发射机在两个频率上交替发射等幅度的信号,接收端频谱上就应出现两个高度相同的谱峰。
问题出在短波信道。天波要穿过电离层,电离层的电子密度分布不是均匀的,它对不同频率的信号产生不同的折射和吸收;再加上多径传播,不同路径的信号在接收点叠加,某些频率相长、某些频率相消。这种“对不同频率待遇不同”的特性,就是选择性衰落。2FSK 的两个载波虽然只差 170 赫兹,在几兆赫到三十兆赫的短波频段上这只是一点点的频率差,但选择性衰落恰恰能在这个尺度上让两个频率各自独立地起伏。于是两个谱峰一个升高、一个降低,高度随机变化,甚至有时一个峰被压得很低,接近淹没在噪声里。
这种“传号/空号不均衡”是短波 RTTY 译错字符的重要原因:两个频率分量强弱悬殊时,解调器容易把弱的那一路误判,产生误码。
逐项辨析
选项 A 正确:电离层的选择性衰落使不同频率分量各自独立起伏,两个谱峰高度因此随机变化。
选项 B 错误:接收机工作点漂移会让本振或中频发生缓慢偏移,表现是谱峰在频率轴上整体移动,而不是两个峰各自的高度随机变化。
选项 C 错误:发射机 ALC(自动电平控制,automatic level control)不稳,会改变发射总功率,两个频率分量会一起变强变弱,谱峰高度同步变化,不会一个升一个降。
选项 D 错误:接收机 AGC(自动增益控制,automatic gain control)不稳,影响的是整段接收增益,两个谱峰同样同步变化,不会出现随机的不均衡。
易混淆点
判据在于“两个峰是否同步”。选择性衰落作用在不同频率上,所以两个峰各自独立起伏;而工作点漂移、ALC、AGC 这些设备因素要么整体搬移频率、要么整体缩放幅度,两个峰要么一起动、要么一起移,不会出现随机的不均衡。另一个易混点是“选择性衰落”与“平坦衰落”:平坦衰落时整段频谱一起起伏,两个峰高度同步变化,只有选择性衰落才会让两个峰各自乱变。RTTY 的 170 赫兹频移在短波上常落在选择性衰落的相干带宽以内,因此两个音独立衰落的现象很常见。
应试要点
看到“两个谱峰高度随机变化”,锁定“选择性衰落”。选项里凡是设备原因(漂移、ALC、AGC)都只能让两峰同步变化,排除即可。