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(jī)收發(fā)機(jī)6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求6.4 VHF EPIRB6.1 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/1W2. 工作頻段為156174MHz 頻率f：156M174MHz 波長=c / f =3*108 / 1

2、56M174MHz =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 CH70 EPIRB，用以代替衛(wèi)

3、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(jìn)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)用戶的自動連接。） 自動值守（VHF CH70 D

4、SC值守機(jī)）。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 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

5、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(jī)的額定功率不應(yīng)超過一般規(guī)定，岸臺發(fā)射機(jī)的額定功率不應(yīng)超過50W。船臺。船臺發(fā)射機(jī)的額定功率不應(yīng)超過發(fā)射機(jī)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)備天線尺寸小： 3 3具有較強(qiáng)的抗干擾能力：具有較強(qiáng)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(qiáng)的定向天線

6、。頂上，岸臺易于采用方向性很強(qiáng)的定向天線。 因為調(diào)頻接收機(jī)中，輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)因為調(diào)頻接收機(jī)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=2Fmaxu4 4由于由于VHFVHF調(diào)頻接收機(jī)存在門限效應(yīng)接收機(jī)中必須引入靜噪電路調(diào)頻接收機(jī)存在門限效應(yīng)接收機(jī)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 Bfm=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax)Bam 門限效應(yīng)：門限效應(yīng)：

7、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(yáng)聲器中出現(xiàn)，使揚(yáng)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(yáng)聲器的輸出；而當(dāng)切斷揚(yáng)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(yáng)聲器的輸出。這就是靜噪電路，再恢復(fù)揚(yáng)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

8、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(jìn)行波段進(jìn)行DSCDSC或或NBDPNBDP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1700Hz

9、1700Hz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。

10、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(jìn)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(jìn)行發(fā)射和接收。導(dǎo)線，去接收機(jī)導(dǎo)線，去接收機(jī)導(dǎo)線，去發(fā)射機(jī)導(dǎo)線，去發(fā)射機(jī)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，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

11、，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(jìn)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(jìn)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

12、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：CH16CH16：156.025156.025157.425MHz157.425MHz156.050156.050162.025MHz162.025MHz4.64.6MHzMHz，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60608888，其中單工

13、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(hù)頻道護(hù)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(hù)頻道：保護(hù)頻道：CH06CH06：CH13CH13：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CH76

14、CH76為為CH16CH16的保護(hù)頻道；的保護(hù)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(jī)電臺之間船舶電臺和飛機(jī)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(jī)機(jī) 機(jī)機(jī)控制單元控制單元面板單元面板單

15、元顯示器顯示器話筒話筒DSC終端終端揚(yáng)聲器揚(yáng)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(jī)仍能使用同一天線，必須利為使雙工工作時收發(fā)機(jī)仍能使用同一天線，必須利用雙工器對收、發(fā)信號進(jìn)行隔離，以保證通信時接用雙工器對收、發(fā)信號進(jìn)行隔離，以保證通信時接收機(jī)不受本臺發(fā)射信號的干擾或損壞。收機(jī)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(jī)和雙工工作的接收機(jī)之雙工器連接在天線、發(fā)射機(jī)和雙工工作的接收機(jī)之間。間。2 2）控制單元）控制單元 3 3）發(fā)射機(jī)單元）發(fā)射機(jī)單元 主要由主

16、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(jī)相連，完成對整機(jī)的操作及通信控制。收發(fā)機(jī)相連，完成對整機(jī)的操作及通信控制。其作用是對話音信號進(jìn)行處理和調(diào)制，向天線輸送大功其作用是對話音信號進(jìn)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)無線電波的發(fā)射。4 4）接收機(jī)單元）接收機(jī)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(jìn)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(jìn)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

17、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(jìn)行功率放大，以推動耳機(jī)、揚(yáng)聲器等相頻功率放大器進(jìn)行功率放大，以推動耳機(jī)、揚(yáng)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(jī)和音頻處理電路組成，與顯示器、揚(yáng)聲器主要由單片機(jī)和音頻處理電路組成，與顯示器、揚(yáng)聲器以及送受話器等外設(shè)構(gòu)成對整機(jī)的操作控制。以及送受話器等外設(shè)構(gòu)成對整機(jī)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

18、的開路或短路而損壞。 開機(jī)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(jī)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設(shè)備及頻率6.2 VHF收發(fā)機(jī)收發(fā)機(jī)6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求6.4 VHF EPIRB6.2 VHF收發(fā)機(jī)組成 6.2.1VHF發(fā)射機(jī)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)

19、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(kuò)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(jī) 組成高放一混二混中放限幅鑒頻靜噪去加重音放二本振合成器VHF接收機(jī)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(jī)不能在揚(yáng)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

20、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(jī)收發(fā)機(jī)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)備要具有雙值守功能，使接收機(jī)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

21、 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(jī)立即鎖定到此信道，直到CH16的信號消失，在自動返回另一信道。DWCH16CH160.1s1S1SCH08 0.9sCH16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(jī)收發(fā)機(jī)6.3 雙值守原理與要求雙值守原理與要求6.4 VHF EPIRB6.46.4 VHF EPIRB VHF EPIRB1.1.概述概述1)1)2)2)按按GMDSS GMDSS 船用設(shè)

22、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

23、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，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

24、“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 GPS 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(jìn)行。方式進(jìn)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)。