第6章 船用VHF通信設(shè)備

1、 第第6 6章章 船用船用VHFVHF通信設(shè)備通信設(shè)備 第6章 船用VHF通信設(shè)備 6.1 VHF無線電通信設(shè)備及頻率無線電通信設(shè)備及頻率 6.2 VHF收發(fā)機收發(fā)機 6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求 6.4 VHF EPIRB 6.1 VHF無線電通信設(shè)備及頻率 6.1 VHF6.1 VHF無線電通信設(shè)備的分類無線電通信設(shè)備的分類 1. 水上近距離無線電通信 甚高頻只能直線傳播，受視距限制，理論上約100 海里，實際正常范圍2030海里左右。 為避免相互干擾， 一般限制發(fā)射功率： 船臺：25W/1W 2. 工作頻段為156174MHz 頻率f：156M174MHz 波長=c / f

2、=3*108 / 156M174MHz =1.721.92m 2m 天線體積小，安裝方便。 3. 可實現(xiàn)通信： A1海區(qū)：船岸無線電通信 船船通信（駕駛臺之間） 現(xiàn)場通信（搜救作業(yè)） 船舶船舶VHF無線電通信設(shè)備分類：無線電通信設(shè)備分類： VHF、VHF DSC和雙向VHF無線電話通信設(shè)備 VHF無線電設(shè)備的配備要求 根據(jù)1988年SOLAS公約修正案要求： 海上船舶必須配備具有無線電話和數(shù)字選擇性呼 叫（DSC）通信功能的甚高頻(VHF)無線電通信設(shè)備 船舶還應(yīng)配備3臺(300一500總噸船舶可以配備2臺)救 生艇筏上使用的雙向VHF無線電話通信設(shè)備 對僅航行在A1海區(qū)的船舶可以配備VHF

3、CH70 EPIRB， 用以代替衛(wèi)星EPIRB實現(xiàn)遇險報警。 6.1.26.1.2 VHF VHF設(shè)備的主要功能設(shè)備的主要功能 港口引航業(yè)務(wù)、船舶動態(tài)業(yè)務(wù)通信。 公眾通信。在A1海區(qū)船舶能通過該海區(qū)的VHF海 岸電臺和陸上電話網(wǎng)用戶進行通信。 駕駛臺對駕駛臺通信。實現(xiàn)船舶操作、安全避讓、 船舶移動等通信。 近距離搜救協(xié)調(diào)通信，搜救現(xiàn)場通信。海上VHF 通信波段CH16信道是無線電話遇險和安全頻率。 VHF CH16信道的值守。 1.VHF無線電臺通信功能 2. VHFDSC呼叫功能 遇險報警、遇險收妥、遇險轉(zhuǎn)發(fā)。 緊急、安全、常規(guī)呼叫。 打直撥電話（在A1海區(qū)可以實現(xiàn)船經(jīng)岸與陸上電 話網(wǎng)用戶的

4、自動連接。） 自動值守（VHF CH70 DSC值守機）。 注：注：VHFVHFDSCDSC的專用信道的專用信道VHF CH70VHF CH70信道信道 6.1.36.1.3 VHF VHF通信的特點通信的特點 1 1傳播距離較近，通信范圍受限。傳播距離較近，通信范圍受限。 1 1） 2 2） 3 3） 4 4） 5 5） 信號主要以空間波形式直線傳播。信號主要以空間波形式直線傳播。 地球表面的曲率效應(yīng)，致使傳輸距離取決于收、發(fā)天地球表面的曲率效應(yīng)，致使傳輸距離取決于收、發(fā)天 線的架設(shè)高度。線的架設(shè)高度。 通信距離極限值小于通信距離極限值小于100 n mile，正常值約為，正常值約為25n

5、mile。 比較適合建立以岸臺為中心的近距離蜂窩式通信網(wǎng)。比較適合建立以岸臺為中心的近距離蜂窩式通信網(wǎng)。 一般規(guī)定，岸臺發(fā)射機的額定功率不應(yīng)超過一般規(guī)定，岸臺發(fā)射機的額定功率不應(yīng)超過50W。船臺。船臺 發(fā)射機的額定功率不應(yīng)超過發(fā)射機的額定功率不應(yīng)超過25W。一般在。一般在625w之間之間 ，并應(yīng)能減小到，并應(yīng)能減小到1w。 2 2信號波長短，設(shè)備天線尺寸?。盒盘柌ㄩL短，設(shè)備天線尺寸?。?3 3具有較強的抗干擾能力：具有較強的抗干擾能力： 船用船用VHFVHF工作在工作在156156174174MHzMHz范圍，波長小于范圍，波長小于2 2m m， 故天線尺寸也小，船臺易于架設(shè)在桅桿或煙囪故天線

6、尺寸也小，船臺易于架設(shè)在桅桿或煙囪 頂上，岸臺易于采用方向性很強的定向天線。頂上，岸臺易于采用方向性很強的定向天線。 因為調(diào)頻接收機中，輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)因為調(diào)頻接收機中，輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)mfmf有關(guān)有關(guān) 。mfmf加大，輸出信噪比也增大。加大，輸出信噪比也增大。 mf=fmax/Fmax mf1時時,寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻. B=2(mf+1)Fmax=2(fmax +Fmax) mf1時時,窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻.B=2Fmax u 4 4由于由于VHFVHF調(diào)頻接收機存在門限效應(yīng)接收機中必須引入靜噪電路調(diào)頻接收機存在門限效應(yīng)接收機中必須引入靜噪電路 5 5信號占用的頻帶寬信號占用的頻帶寬 Bf

7、m=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax)Bam 門限效應(yīng)：門限效應(yīng)： 是指當(dāng)是指當(dāng)S Si i/N/Ni i低于門限時，其低于門限時，其S So o/N/No o明顯下降明顯下降 ，使揚聲器中出現(xiàn)，使揚聲器中出現(xiàn)S/NS/N惡化的現(xiàn)象。為保持惡化的現(xiàn)象。為保持 工作環(huán)境的安寧，當(dāng)工作環(huán)境的安寧，當(dāng)S Si i/N/Ni i低于門限時，應(yīng)低于門限時，應(yīng) 切斷揚聲器的輸出；而當(dāng)切斷揚聲器的輸出；而當(dāng)S Si i/N/Ni i高于門限時高于門限時 ，再恢復(fù)揚聲器的輸出。這就是靜噪電路，再恢復(fù)揚聲器的輸出。這就是靜噪電路 的作用，該電路放在解調(diào)之后。的作用，該電路放在解調(diào)之后。 這是調(diào)頻制

8、的缺陷所在，采用調(diào)頻傳輸雖然提高了這是調(diào)頻制的缺陷所在，采用調(diào)頻傳輸雖然提高了 通信質(zhì)量，但卻降低了頻率資源的利用率。通信質(zhì)量，但卻降低了頻率資源的利用率。 6.1.46.1.4 VHF VHF通信工作種類和方式通信工作種類和方式 1 1工作種類工作種類 1 1） 2 2） CCIRCCIR建議：建議： 調(diào)頻（調(diào)相）單路無線電話，用調(diào)頻（調(diào)相）單路無線電話，用F3EF3E（G3EG3E）表示。）表示。 利用副載波調(diào)制的單路調(diào)頻（調(diào)相）自動接收報，用利用副載波調(diào)制的單路調(diào)頻（調(diào)相）自動接收報，用F2BF2B（ G2BG2B）表示。）表示。 在在VHFVHF波段進行波段進行DSCDSC或或NBDP

9、NBDP通信時，要求終端設(shè)備輸通信時，要求終端設(shè)備輸 出和輸入的信號，應(yīng)是以出和輸入的信號，應(yīng)是以1700Hz1700Hz為副載波、頻移為為副載波、頻移為 400Hz400Hz、調(diào)制速率為、調(diào)制速率為12001200波特波特的移頻鍵控信號。的移頻鍵控信號。 碼元寬度碼元寬度=1000/1200=0.833s=1000/1200=0.833s “0”對應(yīng)較高頻率對應(yīng)較高頻率 1700+400HZ=2100HZ 空號空號 “1”對應(yīng)較低頻率對應(yīng)較低頻率 1700-400HZ=1300HZ 傳號傳號 2 2工作方式工作方式 有有 、 和和 三種。三種。 1 1）單工方式）單工方式 單工單工雙工雙工半

10、雙工半雙工 按按CCIR建議，水上建議，水上VHF通信中船舶間的通信只能使通信中船舶間的通信只能使 用同頻單工方式。用同頻單工方式。 船用設(shè)備的單工操作由話筒上的船用設(shè)備的單工操作由話筒上的PTTPTT開關(guān)控制。發(fā)開關(guān)控制。發(fā) 則不收，收則不發(fā)。則不收，收則不發(fā)。 2）雙工方式）雙工方式 通信時雙方必須分別使用兩個不同頻率同時進行發(fā)射和接收。通信時雙方必須分別使用兩個不同頻率同時進行發(fā)射和接收。 導(dǎo)線，去接收機導(dǎo)線，去接收機 導(dǎo)線，去發(fā)射機導(dǎo)線，去發(fā)射機 導(dǎo)體導(dǎo)體 彈簧彈簧 常閉觸電常閉觸電 常開觸電常開觸電 絕緣體絕緣體 按鈕按鈕 PTT示意圖示意圖 3 3）半雙工方式）半雙工方式 按規(guī)定，

11、在水上按規(guī)定，在水上VHFVHF通信中船臺與岸臺間并通過岸臺轉(zhuǎn)接通信中船臺與岸臺間并通過岸臺轉(zhuǎn)接 到公眾通信網(wǎng)用戶的通信，只能使用雙工方式。到公眾通信網(wǎng)用戶的通信，只能使用雙工方式。 為節(jié)能和減少不必要的電磁輻射，通信中船臺仍然采用為節(jié)能和減少不必要的電磁輻射，通信中船臺仍然采用 受控發(fā)射，但卻一直處于接收狀態(tài)。因此，此種方式也受控發(fā)射，但卻一直處于接收狀態(tài)。因此，此種方式也 被稱為半雙工或準(zhǔn)雙工工作方式。被稱為半雙工或準(zhǔn)雙工工作方式。 船岸間為港口工作或船舶動態(tài)業(yè)務(wù)進行的通信，可以使船岸間為港口工作或船舶動態(tài)業(yè)務(wù)進行的通信，可以使 用同頻單工方式，也可使用異頻準(zhǔn)雙工方式。用同頻單工方式，也可

12、使用異頻準(zhǔn)雙工方式。 岸臺采用船臺設(shè)備時，則只能使用同頻單工方式與船臺通岸臺采用船臺設(shè)備時，則只能使用同頻單工方式與船臺通 信。信。 6.1.56.1.5水上移動通信水上移動通信VHFVHF頻道的劃分與使用頻道的劃分與使用 CCIRCCIR指配的船岸頻率：指配的船岸頻率：水上水上VHFVHF頻率頻率156-174MHz156-174MHz 船臺發(fā)射頻段：船臺發(fā)射頻段： 岸臺發(fā)射頻段：岸臺發(fā)射頻段： 收發(fā)頻率間隔：收發(fā)頻率間隔： 頻道劃分：頻道劃分： CH16CH16： 156.025156.025157.425MHz157.425MHz 156.050156.050162.025MHz162.

13、025MHz 4.64.6MHzMHz，相鄰信道間隔為，相鄰信道間隔為25kHz25kHz。 共劃分出共劃分出5757個頻道，頻道號為個頻道，頻道號為1 12828和和6060 8888，其中單工頻道，其中單工頻道2020個，雙工頻道個，雙工頻道3535個，保個，保 護頻道護頻道2 2個。個。8888以上為私人頻道。如美國各以上為私人頻道。如美國各 港口設(shè)置的港口設(shè)置的USAUSA信道等。信道等。 （156.8MHz156.8MHz）指定為）指定為VHFVHF無線電話國際遇險無線電話國際遇險 與安全與安全通信頻道；通信頻道； CH70CH70： 保護頻道：保護頻道： CH06CH06： CH1

14、3CH13： CH87CH87和和CH88CH88： （156.525MHz156.525MHz）指定為）指定為VHF DSCVHF DSC國際遇險與安國際遇險與安 全呼叫頻道；全呼叫頻道； CH75CH75和和CH76CH76為為CH16CH16的保護頻道；的保護頻道；156.800156.8000.0250.025 用于用于國際航行船舶間國際航行船舶間導(dǎo)航和避讓操作；導(dǎo)航和避讓操作； 兩個單工頻道用于提供海上作業(yè)船舶的自動識兩個單工頻道用于提供海上作業(yè)船舶的自動識 別和監(jiān)視系統(tǒng)（別和監(jiān)視系統(tǒng)（AISAIS）的工作頻道。）的工作頻道。 用于用于國內(nèi)航行船舶間國內(nèi)航行船舶間導(dǎo)航和避讓操作，也可

15、用于從事導(dǎo)航和避讓操作，也可用于從事 協(xié)調(diào)搜救作業(yè)的協(xié)調(diào)搜救作業(yè)的船舶電臺和飛機電臺之間船舶電臺和飛機電臺之間的通信；的通信； 1 1組成方框圖組成方框圖 雙工器雙工器 接接 發(fā)發(fā) 收收 射射 機機 機機 控制單元控制單元 面板單元面板單元 顯示器顯示器 話筒話筒 DSC終端終端 揚聲器揚聲器 6.1.6 VHF船臺的一般組成和主要功能與性能要求 2 2各組成部分的主要作用各組成部分的主要作用 1 1）雙工器）雙工器 作用：作用： 位置：位置： 為使雙工工作時收發(fā)機仍能使用同一天線，必須利為使雙工工作時收發(fā)機仍能使用同一天線，必須利 用雙工器對收、發(fā)信號進行隔離，以保證通信時接用雙工器對收、發(fā)

16、信號進行隔離，以保證通信時接 收機不受本臺發(fā)射信號的干擾或損壞。收機不受本臺發(fā)射信號的干擾或損壞。 雙工器連接在天線、發(fā)射機和雙工工作的接收機之雙工器連接在天線、發(fā)射機和雙工工作的接收機之 間。間。 2 2）控制單元）控制單元 3 3）發(fā)射機單元）發(fā)射機單元 主要由主要由CPUCPU組成。分別與面板單元、組成。分別與面板單元、DSCDSC單元、雙工器和單元、雙工器和 收發(fā)機相連，完成對整機的操作及通信控制。收發(fā)機相連，完成對整機的操作及通信控制。 其作用是對話音信號進行處理和調(diào)制，向天線輸送大功其作用是對話音信號進行處理和調(diào)制，向天線輸送大功 率的調(diào)頻波，實現(xiàn)無線電波的發(fā)射。率的調(diào)頻波，實現(xiàn)無

17、線電波的發(fā)射。 4 4）接收機單元）接收機單元 5 5）面板單元）面板單元 其作用是將來自天線的已調(diào)高頻波進行頻率變換、信號放其作用是將來自天線的已調(diào)高頻波進行頻率變換、信號放 大及解調(diào)，最終將其還原為原始音頻信號，以實現(xiàn)信息的大及解調(diào)，最終將其還原為原始音頻信號，以實現(xiàn)信息的 接收。接收。 解調(diào)后的話音信號經(jīng)靜噪電路和去加重處理后，送入低解調(diào)后的話音信號經(jīng)靜噪電路和去加重處理后，送入低 頻功率放大器進行功率放大，以推動耳機、揚聲器等相頻功率放大器進行功率放大，以推動耳機、揚聲器等相 關(guān)終端設(shè)備工作。關(guān)終端設(shè)備工作。 主要由單片機和音頻處理電路組成，與顯示器、揚聲器主要由單片機和音頻處理電路組

18、成，與顯示器、揚聲器 以及送受話器等外設(shè)構(gòu)成對整機的操作控制。以及送受話器等外設(shè)構(gòu)成對整機的操作控制。 GMDSS對VHF設(shè)備的技術(shù)要求 具有遇險、緊急與安全，船舶業(yè)務(wù)和常規(guī)業(yè)務(wù)呼叫 與話音通信功能 滿足控制與顯示要求 信道切換時間小于5s，收發(fā)轉(zhuǎn)換時間小于0.3s。 電臺工作期間，不會因天線的開路或短路而損壞。 開機1mins內(nèi)工作。 具有DSC和雙值守功能。 信道切換期間不能發(fā)射；收發(fā)控制不會引發(fā)無用輻 射。 船用VHF的最大頻偏為5KHz。 海上VHF的容許頻率誤差為1010-6 船用VHF接收機靈敏度應(yīng)優(yōu)于1V。 第6章 船用VHF通信設(shè)備 6.1 VHF無線電通信設(shè)備及頻率無線電通信

19、設(shè)備及頻率 6.2 VHF收發(fā)機收發(fā)機 6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求 6.4 VHF EPIRB 6.2 VHF收發(fā)機組成 6.2.1VHF發(fā)射機組成 音頻電路 直接調(diào)頻 晶體振蕩器 混頻驅(qū)動功放 頻率合成器 直接調(diào)頻方式 調(diào)相 倍頻驅(qū)動功放 頻率合成器 音頻電路變換網(wǎng)絡(luò) 間接調(diào)頻方式 限幅： 選取適當(dāng)?shù)恼{(diào)頻指數(shù) f,S,N,S/N , mf,抗干擾能力 作用：人為地提高音頻信號頻譜中高頻端的信噪比 組成：RC微分電路 接收端需加去加重電路 低通濾波器： 限幅帶來高次諧波，防止邊帶頻譜擴寬 音頻電路 預(yù)加重 低通濾波器限幅 語音放大 6.2.2VHF調(diào)頻接收機 組成 高放一混二混中

20、放限幅鑒頻靜噪去加重音放 二本振合成器 VHF接收機框圖 靜噪電路 作用： 無信號或收到的電平很微弱時，因門限效應(yīng)，輸出S/N 急劇下降，自動將低頻放大器閉鎖，從而使接收機不 能在揚聲器中輸出“沙沙”的噪聲，保持駕駛臺安靜。 組成： 靜噪電路框圖 靜噪開關(guān)限幅鑒頻 去加重音放 噪聲提取噪聲放大噪聲檢波直流放大 第6章 船用VHF通信設(shè)備 6.1 VHF無線電通信設(shè)備及頻率無線電通信設(shè)備及頻率 6.2 VHF收發(fā)機收發(fā)機 6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求 6.4 VHF EPIRB 根據(jù)SOLAS公約要求，船舶在海上航行要保持在 VHF CH16信道上連續(xù)值守，為此要求VHF無線電 設(shè)備

21、要具有雙值守功能，使接收機能同時守聽兩個 信道。 即某一頻道與CH16雙值守，具有選擇優(yōu)先信道(海上VHF 的優(yōu)先信道為CH16)的特性。 雙值守功能可人工啟或關(guān)閉，即使已開啟雙值守功能， 一旦拿下送受話器，該功能將自動關(guān)閉；而掛上送受話 器，該功能又自動恢復(fù)到啟動狀態(tài)。 雙值守功能開啟期間，所有被掃描信道號應(yīng)能同時顯示 出來。對收到信號的信道號有顯示。 雙值守電路：多諧振蕩器 和 自動電子轉(zhuǎn)換開關(guān)。 6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求 雙值守原理 在雙信道守聽時，每隔1s或更短的時間間隔， 應(yīng)檢查VHF CH16信道。如果CH16信道出現(xiàn) 信號，接收機立即鎖定到此信道，直到CH16 的

22、信號消失，在自動返回另一信道。 DW CH16 CH16 0.1s 1S1S CH08 0.9s CH16有信號有信號 第6章 船用VHF通信設(shè)備 6.1 VHF無線電通信設(shè)備及頻率無線電通信設(shè)備及頻率 6.2 VHF收發(fā)機收發(fā)機 6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求 6.4 VHF EPIRB 6.46.4 VHF EPIRB VHF EPIRB 1.1.概述概述 1)1) 2)2) 按按GMDSS GMDSS 船用設(shè)備配備要求，在船用設(shè)備配備要求，在 A1 A1 海區(qū)航行的船舶，可海區(qū)航行的船舶，可 配備配備 1 1臺臺VHF EPIRBVHF EPIRB，包括用于尋位的，包括用于尋位

23、的 9GHz SART9GHz SART，以代，以代 替替 COSPAS-SARSAT COSPAS-SARSAT 系統(tǒng)系統(tǒng)406MHz EPIRB406MHz EPIRB。 使用使用VHF VHF EPIRBEPIRB 在在 VHF CH70VHF CH70上發(fā)射上發(fā)射DSCDSC報警信號，作為船報警信號，作為船 對岸的報警，必須要求岸臺建立起相應(yīng)的接收臺，并做到對岸的報警，必須要求岸臺建立起相應(yīng)的接收臺，并做到 對對A1A1海區(qū)的完全覆蓋。一旦有關(guān)岸臺接收到海區(qū)的完全覆蓋。一旦有關(guān)岸臺接收到DSCDSC報警信號報警信號 ，應(yīng)能立即將此信息轉(zhuǎn)往有關(guān)的，應(yīng)能立即將此信息轉(zhuǎn)往有關(guān)的RCCRCC，

24、并由，并由RCCRCC及時采取有及時采取有 效的搜救措施。效的搜救措施。 3.3.發(fā)射序列的內(nèi)容發(fā)射序列的內(nèi)容 VHF EPIRB VHF EPIRB 只能提供遇險船識別碼只能提供遇險船識別碼、遇險船位遇險船位和和時間時間。 在其發(fā)射的呼叫序列中，格式符為在其發(fā)射的呼叫序列中，格式符為“遇險呼叫遇險呼叫”， 自自 識別為識別為9 9位位MMSIMMSI碼，由銷售商根據(jù)船舶分配的識別碼寫碼，由銷售商根據(jù)船舶分配的識別碼寫 入。遇險性質(zhì)為入。遇險性質(zhì)為“EPIRBEPIRB發(fā)射發(fā)射”。 當(dāng)當(dāng) EPIRB EPIRB 與與 GPS GPS 連接時，遇險船位和遇險時間由連接時，遇險船位和遇險時間由 G

25、PS GPS 連續(xù)注入和修改。連續(xù)注入和修改。 但當(dāng)?shù)?dāng) EPIRB EPIRB 未與未與 GPS GPS 相連時，相連時，遇險船位遇險船位和和遇險時間遇險時間 分別用分別用1010個個“9 9”和和4 4個個“8 8”來填充。來填充。 電文中通信指令表明后續(xù)遇險通信使用的工作種類。電文中通信指令表明后續(xù)遇險通信使用的工作種類。 具體內(nèi)容視船舶設(shè)備的配備情況，由銷售商出售時寫具體內(nèi)容視船舶設(shè)備的配備情況，由銷售商出售時寫 入。一般設(shè)定為入。一般設(shè)定為 VHF CH16VHF CH16電話通信，但特殊情況也可電話通信，但特殊情況也可 選擇使用選擇使用 NBDP NBDP 的的 ARQ ARQ 方式進行。方式進行。 VHF EPIRB VHF EPIRB 每次發(fā)射由每次發(fā)射由 5 5 個個 DSCDSC 序列組成，相鄰兩序列組成，相鄰兩 次發(fā)射的時間間隔為次發(fā)射的時間間隔為 ( (230+10 n230+10 n) s) s，其中，其中n n為重復(fù)發(fā)為重復(fù)發(fā) 射的次數(shù)。如第一次重發(fā)，則射的次數(shù)。如第一次重發(fā)，