五、高频调制
无人机控制指令或遥测信号产生后，还需经过调制才能有效辐射出去。调制就是把所要传输的信息搭载在载波上的过程，也就是使载波的某个参数（幅度、频率、相位）随着消息信号的规律而变化。这样，发射的已调高频信号就带有基带信号的信息。
这里的载波是一种高频周期信号，它本身不含有任何有用的信息，经过调制的载波称为已调信号，它含有消息信号的全部特征。
利用载波进行传输的消息信号称为调制信号。由于消息信号的频率相对于载波来说很低，因此其频谱通常称为基带，所有消息信号也可以称为基带信号，消息信号、调制信号和基带信号可以视为等价的。
1.信号需要调制的原因
（1）高频已调信号易于辐射。为了使电磁能量有效辐射，需要发射天线尺寸至少为发射信号波长的1/10，而基带信号频率低波长大，如果直接发射，所需天线过长难以实现。因而高频波长短的信号易于辐射。
（2）便于同时传输多路不同的基带信号，增强抗干扰能力。例如遥控无人机时，多个通道信号所占频带是相同的，假设不进行调制，就没办法同时传送多个通道的指令信号；对基带信号进行调制后，可调制到不同频带，从而互不干扰。
2.信号调制的作用和目的
调制的实质是频谱搬移，其作用和目的如下：
（1）将调制信号（基带信号）转换成适合信道传输的已调信号（频带信号）；
（2）实现信道的多路复用，提高信道利用率；
（3）减少干扰，提高系统抗干扰能力；
（4）实现传输带宽与信噪比之间的互换。
3.信号调制的分类
调制可分为模拟调制和数字调制。以正弦波作为载波，模拟调制可分为幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）；数字调制可分为幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
（1）模拟调制。模拟调制是指用模拟基带信号对载波波形的某些参数（幅度、相位和频率）进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。
1）幅度调制。使正弦载波的振幅按照模拟消息信号的变化规律成比例地变化。幅度调制属于线性调制。主要包括AM（常规双边带调幅）、DSB（抑制载波双边带调制）、SSB（单边带调制）、VSB（残留边带调制）4种方式。图8-19所示为AM调幅波形图。
2）角度调制。消息信号不仅可以进行幅度调制，还可以进行频率和相位调制，分别称为频率调制（FM）和相位调制（PM），简称调频和调相，统称为角度调制。角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相，调相必调频。图8-20展示了调频信号产生过程，即用调制信号去控制高频载波频率的过程。
图8-19 AM调幅波形图
图8-20 FM调频波形图
（2）数字调制。数字信号调制（键控调制）是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的调制信号。
用基带数据信号控制一个载波的幅度称作幅度键控。如在2ASK中，当传输“1”码时，载波幅度保持不变；当传输“0”码时，载波幅度变为0（图8-21）。
图8-21 2ASK
用基带数据信号控制载波频率称作频移键控。如在2FSK中，当传送“1”码时送出一个频率f1；传送“0”码时送出另一个频率f0（图8-22）。
用基带数据信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以实现信息传输的方法称为相移键控。如在2PSK中，当传送“1”码时载波相位保持不变；当传送“0”码时载波相位反相（图8-23）。
图8-22 2FSK
图8-23 2PSK
（3）模拟调制和数字调制的区别。
1）相同点：原理基本相同，都是用基带信号对载波信号的某些参数进行控制；频谱结构类似：有线性调制和非线性调制。不同点：数字调制中的基带信号是数字脉冲列，模拟调制中的基带信号是连续信号。
2）与模拟调制相比，数字调制的优点是频谱利用率高、纠错能力强、抗信道干扰失真能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输，以及高效的多址接入和更高的安全保密性等。