無線電波的基礎(chǔ)知識

1、 第2章 無線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識共六十八頁第2章 無線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識2.1 無線電通信的基本概念2.2 無線電波的傳播途徑和特點2.3 各波段電波傳播特點2.4 船用天線2.5 船舶(chunb)電臺的識別共六十八頁2.1 無線電通信的基本概念2.1.1 無線電通信系統(tǒng)的組成 通信的目的就是傳遞信息，傳輸(chun sh)信息的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。在各種方式的通信中，利用電來傳遞信息的方式應(yīng)用的最為廣泛。 信息源或稱信源就是信息的來源，從信息源而來的信息都是系統(tǒng)所要傳遞的對象，如語音、文字、圖像和數(shù)據(jù)等信息。共六十八頁發(fā)送設(shè)備就是(jish)一種變換器，把

2、從信源送來的信息變換成電信號，并對這種電信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，使其變成適合相應(yīng)系統(tǒng)信道所能傳遞的電信號，該電信號攜帶源信息。信道是信號傳輸?shù)耐ǖ阑蚍Q傳輸?shù)拿浇?，它可以是有線（如電纜）也可以是無線（如利用空間傳播的電磁波）。接收設(shè)備相對于發(fā)射設(shè)備是一種反變換器，它的作用是將發(fā)射端傳送來的電信號經(jīng)過反轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出源信號。信息宿或稱信宿是指語音、圖像和文字等信息的歸宿，它是信息的接收者。信宿可以是人或機器。共六十八頁無線電傳輸信息(xnx)類型1.模擬信息：信息的狀態(tài)隨時間連續(xù)變化特點：抗干擾能力差，難做到保密通信，設(shè)備組成簡單在GMDSS中，MF/HF/VHF無線電話通信系統(tǒng)(xtng)屬于模擬通信系統(tǒng)

3、(xtng)2.數(shù)字信息：信息的狀態(tài)不隨時間變化特點：抗干擾能力和檢糾錯能力強，通信質(zhì)量高在GMDSS中，NBDP、DSC系統(tǒng)以及Inmarsat-B/C/F等通信系統(tǒng)共六十八頁2.1.2 調(diào)制與解調(diào)(ji dio)的概念調(diào)制：無線通信系統(tǒng)在發(fā)射端將基帶信號(xnho)搬移到所需 較高頻率范圍的過程。 調(diào)制后的信號適合以電磁波形式向外輻射， 形成已調(diào)射頻波，到達(dá)接收端。解調(diào)：通信系統(tǒng)的接收端從收到的射頻信號中恢復(fù)發(fā) 射端所傳輸信號的過程。 解調(diào)的過程是調(diào)制的逆過程模擬信息的AM、FM、PM、SSB調(diào)制數(shù)字信息的ASK、FSK、PSK調(diào)制共六十八頁 調(diào)幅(dio f) AM 如SSB模擬通信系統(tǒng)

4、 調(diào)頻 FM 調(diào)相 PM 移幅鍵控 ASK 如莫爾斯電報數(shù)字通信系統(tǒng) 移頻鍵控 FSK 如NBDP/DSC 移相鍵控 PSK 如INMARSAT共六十八頁2.1.3 信號與噪聲(zoshng)的概念1、信號 （Signal）定義：特點：通信(tng xn)系統(tǒng)中傳輸?shù)暮杏眯畔⒌碾娦盘柗Q為信號。信號一般均具有較多的頻率成分，即具有一定頻帶寬度。不同性質(zhì)的信號具有不同的帶寬。通信系統(tǒng)提供的傳輸帶寬應(yīng)大于或等于所要傳輸信號的帶寬 。共六十八頁1)表示信號(xnho)的方法數(shù)學(xué)(shxu)表達(dá)式波形圖頻譜圖直觀、有效 共六十八頁2)頻譜定義(dngy):3)頻譜圖:橫坐標(biāo)-縱坐標(biāo)-fu指組成信號的各

5、種正弦信號,按頻率不同所存在的分布、排列(pili)情況。表示頻率表示各正弦分量的幅度關(guān)系共六十八頁4）.信號帶寬定義:正弦(zhngxin)單音信號和脈沖信號譜線特點：FminFmaxB= Fmax- Fmin正弦單音信號只有一條譜線;脈沖(michng)信號則有無限多個譜線,占有無限大的帶寬。共六十八頁 工程上將譜線幅度下降到基波幅度1/10以下(yxi)的所有諧波分量,忽略不計。故語音通信均存在程度不同的失真。共六十八頁定義(dngy):5）系統(tǒng)(xtng)帶寬在不失真地傳遞信號的前提下,通信系統(tǒng)所必須擁有的足夠帶寬。系統(tǒng)帶寬越大,單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘恳苍酱?。系統(tǒng)帶寬主要取決于調(diào)制方式

6、和調(diào)制信號的帶寬。在通信中要保證信號盡可能不失真,要求系統(tǒng)帶寬大于或等于信號的帶寬。共六十八頁2、噪聲及其表示 噪聲是指在接收機輸出終端上呈現(xiàn)的任何我們所不需要的無用信號。1)噪聲分類 按其來源噪聲可分為內(nèi)部噪聲和外部干擾兩種類型。 （1）內(nèi)部噪聲由機內(nèi)的元器件產(chǎn)生的無用信號，主要取決于高放的性能。有熱噪聲和散彈噪聲兩種。 散彈噪聲是由真空電子(dinz)管和半導(dǎo)體器件中電子(dinz)發(fā)射的不均勻性引起的。 共六十八頁（2）外部干擾來自接收機外的無用信號(xnho)。 工業(yè)干擾天電干擾宇宙干擾電臺干擾由電氣設(shè)備中電流或電壓急劇變化引起。屬脈沖干擾，對MF波段影響(yngxing)較大。由大氣

7、層中各種電騷動引起。以雷電為主，集中影響20MHz以下波段。來自宇宙空間各天體產(chǎn)生的電磁輻射。集中在3060MHz。來自其他無線電發(fā)射臺。因短波波段電臺多，信道擁擠，故影響較大。共六十八頁噪聲的表示(biosh)：信噪比和噪聲系數(shù)（1）信噪比特點：(S/N)信號與噪聲的比值。 通常用功率(gngl)比來表示。 S/N=PS / PN可說明信號的質(zhì)量好壞共六十八頁（2）噪聲系數(shù)(NF)衡量(hng ling)接收機的好壞 NF1Si / NiSo / NoNF=指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端接上一個標(biāo)準(zhǔn)信號源時,其輸入端信噪比Si / Ni 與輸出(shch)端信噪比So / No的比值。共六十八頁第2章 無

8、線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識2.1 無線電通信的基本概念2.2 無線電波的傳播途徑和特點2.3 各波段電波(din b)傳播特點2.4 船用天線2.5 船舶電臺的識別共六十八頁2.2.1 無線電波的產(chǎn)生與傳播： 高頻電流在天線(tinxin)流動會在其周圍產(chǎn)生交變的磁場，在空間中交變磁場再產(chǎn)生交變的電場，交變的電場再產(chǎn)生交變的磁場。這樣在空間中交變的電磁場不斷交替變化，波動傳播，從而形成了無線電波。2.2 無線電波的傳播(chunb)途徑和特點共六十八頁2.2.2 頻率、周期(zhuq)、波長、速度的定義及關(guān)系頻率（FREQUENCY）：定義：電波在單位(dnwi)時間（）內(nèi)幅值大小

9、與方向周期性變化的次數(shù)。符號：單位：赫茲（Hz）千赫茲（KHz）兆赫茲（MHz） G赫茲（GHz）換算關(guān)系：1000Hz=1KHz ；1000KHz=1MHz ；1000MHz=1GHz共六十八頁周期：電波幅值大小與方向變化一次所用的時間。符號：T單位：秒（s） 、 毫秒ms）、微秒（s）換算(hun sun)關(guān)系：1秒（s）=1000毫秒（ms）； 1毫秒（ms）=1000微秒（s）。波長：定義：電波在一個周期內(nèi)傳播的距離；符號：；單位：米（m）、 分米（dm）、厘米（cm） 、毫米（mm）換算關(guān)系：1米（m）=10 分米（dm）； 1分米（dm）=10厘米（cm）； 1 厘米（cm）=10

10、毫米（mm）；2.2.2 頻率、周期(zhuq)、波長、速度的定義及關(guān)系共六十八頁2.2.3 無線電波(wxin dinb)的波段劃分波長名稱波長范圍波段名稱頻率范圍極長波105m以上極低頻（ELF）3KHz以下超長波105m-104m甚低頻（VLF）3-30KHz長波104m-1000m低頻（LF）30-300KHz中波1000m-100m中頻（MF）300-3000KHz短波100m-10m高頻（HF）3-30MHz米波（超短波）10m-1m甚高頻（VHF）30-300MHz微波分米波10-1dm特高頻（UHF）300-3000MHz厘米波10-1cm超高頻（SHF）3-30GHz毫米波1

11、0-1mm極高頻（EHF）30-300GHz共六十八頁地面通信(tng xn)使用的頻段 中頻（MF）：4154000KHz 其中，中頻I（MF I）415-530KHz 中頻II（MF II）2MHz高頻（HF）：4000-27500KHz海上高頻分波段：CCIR指定(zhdng)4、6、8、12、16、18、22、25MHz，為海上移動通信使用的頻段。甚高頻（VHF）：156-174MHz共六十八頁地面通信使用(shyng)的頻段信道與頻率（CHANNEL&FREQUENCY):單工信道:SIMPLEX CHANNEL;多用于船到船通信,及重要通信;雙工信道:DUPLEX CHANNEL;

12、多用于船到岸通信分工作類型指定(zhdng)：RT、BDP(TELEX）、DSC等例如:無線電傳通信的828信道，對應(yīng)的岸臺的發(fā)射頻率(即船接收頻率)是8430.0KHz; 岸臺的接收頻率(即船發(fā)射頻率）是8390.0KHz。無線電話CH828(岸發(fā)8800/岸收8276)共六十八頁2.2.4 無線電波的傳播途徑(tjng)和特點1、無線電波的傳播(chunb)途徑地波傳播空間傳播電離層波傳播共六十八頁電波沿地球表面?zhèn)鞑?波長(bchng)越長繞射距離越遠(yuǎn).地面電性能參數(shù)隨時間變化小,地形地貌穩(wěn)定,地波傳播可靠穩(wěn)定.1.地波(db)傳播:形成條件：無線電波的波長與障礙物尺寸相比擬時才能發(fā)生繞射

13、現(xiàn)象共六十八頁極長波超長波長波:=1km100km,傳播(chunb)幾千幾萬km.中波(MF): =100m 1000m,傳播幾百km.短波(HF): =10m 100m,傳播100km.超短波微波: fmax 穿透電離層；f fmin 被電離層吸收 fmin f天波 fmax 天波（電離層波中短波） fmin最低可用頻率 fmax最高可用頻率 f天波最佳工作頻率 共六十八頁第2章 無線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識2.1 無線電通信的基本概念2.2 無線電波的傳播(chunb)途徑和特點2.3 各波段電波傳播特點2.4 船用天線2.5 船舶電臺的識別共六十八頁2.3 各波段電波傳播(

14、chunb)的特點2.3.1 中波(zhngb)（MF）傳播1.長波：2.中波： 以地波傳播，工作穩(wěn)定。白天以地波傳播，不能以天波傳播，D層對MF波吸收。夜間地波與天波并存，E層對天波反射，但存在衰落， 共六十八頁中波的傳播特點波長：1 km-100m;頻率(pnl)：300 - 3000kHz;傳播特點：白天靠地波.因為中波穿過D層時,受到強烈的吸收。夜間靠地波和天波.吸收中波的D層消失,由E層反射。白天傳播200海里;晚上傳播400海里。有衰落現(xiàn)象。產(chǎn)生原因是信號的多徑傳播共六十八頁 1.傳播(chunb)：2.特點 地波和天波，主要靠天波傳播(chunb)，在F層反射。1). 地波傳播衰

15、減大，傳播小于100km。2). 天波傳播距離遠(yuǎn)，但受電離層變化影響較大，傳播不夠穩(wěn)定。2.3.2 短波（HF）F層不穩(wěn)定，不同路徑天波在接收點疊加衰落。共六十八頁3).存在(cnzi)衰落現(xiàn)象共六十八頁 4).存在盲區(qū)效應(yīng)（寂靜區(qū)）：天地(tind)波均不能覆蓋的區(qū)域。共六十八頁2.3.3 超短波和微波的傳播(chunb)特點頻率(pnl):30MHz以上;波長:10M以下。傳播特點：主要靠空間波傳播。傳播距離一般僅有幾十海里。天線絕對高度(距海平面的高度)為幾十米時,VHF通信距離30-50海里。共六十八頁在主要航線上不同海區(qū)和國內(nèi)主要海岸電臺通信(tng xn)使用的頻段所在海區(qū) 白天最

16、佳頻段(pn dun) 夜間最佳頻段(pn dun)印度洋 16MHz、22MHz 8MHz、12MHz紅海 16MHz、22MHz 8MHz、12MHz地中海西部 16MHz（1530LT左右） 8MHz、12MHz 12MHz（1630LT左右）大西洋東部 12MHz（1630LT左右） 8MHz、12MHz共六十八頁第2章 無線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識2.1 無線電通信的基本概念2.2 無線電波的傳播途徑和特點2.3 各波段電波傳播特點2.4 船用天線(tinxin)2.5 船舶電臺的識別共六十八頁2.4 船用天線(tinxin)2.4.1 天線的作用1、天線概述天線是輻射或

17、接收電磁波的裝置(zhungzh)。同時無線天線相當(dāng)于一信號放大器，主要用來解決無線網(wǎng)絡(luò)傳輸中因傳輸距離、環(huán)境影響等造成的信號衰減。 2、發(fā)射天線的作用發(fā)射天線的作用是把已調(diào)高頻電流的能量轉(zhuǎn)換成電磁波能量向空間輻射出去；共六十八頁3、接收天線的作用接收天線將電磁波能量轉(zhuǎn)換為高頻電流能量。4、收發(fā)天線的互易性發(fā)射天線與接收天線都是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，并且可以證明它們具有(jyu)互易性，即收發(fā)天線可以互換使用，其參數(shù)基本不變。共六十八頁2.4.3 船用天線的分類1、船用天線分類1）地面(dmin)通信天線2）衛(wèi)星通信天線共六十八頁2、地面系統(tǒng)天線1）鞭狀天線目前船用組合電臺及導(dǎo)航(dohng)設(shè)備

18、的主要天線，特點是架設(shè)容易，頻帶寬，缺點是功率容量小。2）垂直半波偶極天線與棒狀天線 主要用于VHF設(shè)備中，頻帶寬。3）其他類型天線 主要有環(huán)形天線 、T型、型天線、直立桅桿式天線等 ，舊船上還能看到，但是新型船舶上已經(jīng)淘汰。共六十八頁地面系統(tǒng)(xtng)天線圖 (a）棒狀天線 (b) 半波偶極天線共六十八頁2、衛(wèi)星通信天線1）衛(wèi)星全向天線 是海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)中唯一的全向性天線，能夠接收所有方向來的無線電波(wxin dinb)，不需要伺服裝置調(diào)整天線指向。但是天線增益為0dB目前收發(fā)單元也做在天線里面 共六十八頁2）拋物線面天線使用的是拋物面天線，天線具有很強的方向性，能獲得較大的天線增益(

19、zngy)，缺點是需要復(fù)雜的伺服系統(tǒng)。天線罩里面只包含頻率變換單元，示意圖如右圖所示。共六十八頁INMARSAT-B站拋物面天線外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖共六十八頁3）陣列天線Inmarsat-F標(biāo)準(zhǔn)天線使用的是陣列天線，該天線由四塊波束陣列天線組成。用跟蹤控制模塊控制相移器的開關(guān)，從水平和垂直方向上調(diào)整陣列天線指向(zh xin)靜止衛(wèi)星，實現(xiàn)點波束通信。共六十八頁F站天線(tinxin)外形圖內(nèi)部(nib)結(jié)構(gòu)圖共六十八頁2.4.5、船用天線的維護和保養(yǎng)1）定期檢查做好各種檢查，主要包括天線匹配狀態(tài)(zhungti)的檢查，天線所用導(dǎo)線的強度檢查，對于直立天線，還必須對其拉索是否處于平衡受力狀態(tài)(z

20、hungti)進(jìn)行檢查，絕緣子檢查，如底座絕緣子，尤其是直立式天線底座絕緣子需承受全部天線重量，在大風(fēng)浪中受力容易破損。高壓絕緣子，拉索絕緣子的檢查，檢查是否老化、破損。在雷雨季節(jié)注意檢查避雷裝置，檢查應(yīng)接地的地方接地是否良好，保證有良好的接地。連接處要定期除銹和上油共六十八頁2）不定期檢查船舶到港，檢查天線有無斷裂或銅銹大風(fēng)和臺風(fēng)季節(jié)，檢查天線的抗風(fēng)力暴風(fēng)雨來臨時(ln sh)，盡可能把天線放下雨雪天氣，要防止因冰水附掛在絕緣子上造成天線短路現(xiàn)象共六十八頁第2章 無線電波(wxin dinb)的基礎(chǔ)知識2.1 無線電通信的基本概念2.2 無線電波的傳播途徑和特點2.3 各波段電波傳播特點2.

21、4 船用天線2.5 船舶(chunb)電臺的識別共六十八頁2.5.1 呼號(h ho)Call Sign的組成(1) 海（江）岸電臺兩個字符和一個字母,或兩個字符和一個字母,后接不超過三位數(shù)字(緊接在字母后面的數(shù)字“0”或“1”除外)廣/大/上/青/天：XSQ/XSZ/XSG/XST/XSV4PB：斯里蘭卡科隆(k ln)坡海岸電臺 9VG：新加坡海岸電臺XSG26：上海海岸電臺（8487KHZ)VRX: 香港海岸電臺國際電信聯(lián)盟（ITU）分配給我國海岸電臺的呼號為XSA XSZ 2.5 船舶電臺的識別共六十八頁(2)船舶(chunb)電臺 BAAABZZZ兩個字符和兩個字母,或兩個字符、兩個

22、字母和一位數(shù)字(數(shù)字“0”或“1”除外)。BBQD: M/V YUQIANG “育強輪” 中國P3GJ5: M/V TRADE HOPE “易望輪” 塞浦路斯(3)航空器電臺兩個字符和三個字母共六十八頁2.5.2 無線電話(wxin dinhu)電臺的識別組成:(1)海（江）岸電臺(包括港口電臺和專用(zhunyng)話臺)電臺呼號,或港口地理名稱后面加“RADIO”(臺),或單位名稱,或其它識別。TIANJIN RADIO(2)專用話臺電臺呼號,或母船名稱后面加上兩位數(shù)字。(3)船舶電臺電臺正式呼號,或船舶的正式名稱,與外國電臺聯(lián)系時, 前面加CHINESE VESSEL。共六十八頁2.5.

23、3 水上(shu shn)移動業(yè)務(wù)選擇性呼叫號碼的組成(1)海（江）岸電臺:四位數(shù)字(shz)2010-2019 2020-2039上海2010東京2400香港4631(2)船舶電臺:五位數(shù)字03000-03199/09700-09999/19600-20201 /20203-20299中遠(yuǎn)19700-19950共六十八頁（3）預(yù)定船臺(chunti)群呼號碼： 同一數(shù)字重復(fù)五次，或兩個不同數(shù)字交替重復(fù) 國際電聯(lián)分配給中國的預(yù)定船臺群呼號有： 18181、19191、20202、 03030、05050、13131共六十八頁2.5.4.海上移動(ydng)業(yè)務(wù)標(biāo)識MMSIMMSI：Mariti

24、me Mobile Service Identities九位數(shù)字組成作用：用以獨特識別船臺、岸臺、成組呼叫，使岸上電話/電報用戶(yngh)能自動呼叫各船舶MID：Maritime Identification Digits三位數(shù)字組成，區(qū)分不同國家和地區(qū)第一位指明所在的地理位置：27 記憶法2歐洲3北美洲4亞洲5澳洲、東南亞6非洲7南美洲412/232、233英國/503澳大利亞/622埃及/710巴西431共六十八頁1.MMSI分類（1）船舶電臺識別(shbi)（2）成組船舶電臺識別（3）海岸電臺識別（4）成組海岸電臺識別共六十八頁2.船舶電臺MMSI的數(shù)字構(gòu)成(guchng)：M1I2D3X4X5X6X7X8X9X為0至9中任一數(shù)字船舶電臺標(biāo)識形式：全球區(qū)域國內(nèi)共六十八頁 M1I2D3X4X5X6X7X8X9具體規(guī)定 1）結(jié)尾一個零，代表區(qū)域航行 2）結(jié)尾兩個零，代表