第四章 船用VHF通信設備-2

GMDSS原理與業(yè)務模塊一：地面通信系統(tǒng)模塊二：衛(wèi)星通信系統(tǒng)模塊三：船舶通信業(yè)務

模塊一

地面通信系統(tǒng)子模塊一GMDSS概論子模塊二無線電波的傳播子模塊三船舶MF/HF通信設備子模塊四船用VHF通信設備子模塊五NAVTEX、SART、及船舶備用電源第四章船用VHF通信設備

子模塊四：本章內(nèi)容4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收發(fā)設備4．3VHF-DSC終端設備及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收發(fā)設備4．3VHF-DSC終端設備及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收發(fā)設備4．3VHF-DSC終端設備及VHF--EPIRB4.2船用VHF收發(fā)設備①VHF通信系統(tǒng)的構(gòu)成及作用：②船、岸VHF電臺的特點： 水上移動業(yè)務VHF通信系統(tǒng)由岸臺和船臺組成，可用來實現(xiàn)船岸間或船舶間的近距離通信，也可通過岸臺的轉(zhuǎn)接實現(xiàn)船臺與陸地公眾網(wǎng)用戶間的通信。 受安裝環(huán)境和發(fā)射功率的限制，VHF設備可分為船用和岸用兩種。一般船臺設備為收發(fā)一體，岸臺設備可收、發(fā)分開。4.2.1船用VHF收發(fā)設備的組成1．組成方框圖雙工器接發(fā)收射機機控制單元面板單元顯示器話筒DSC終端揚聲器2．各組成部分的主要作用1）雙工器作用：位置： 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間。2）控制單元

3）發(fā)射機單元

主要由CPU組成。分別與面板單元、DSC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。 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。4）接收機單元①②5）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。 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、揚聲器等相關終端設備工作。 主要由單片機和音頻處理電路組成，與顯示器、揚聲器以及送受話器等外設構(gòu)成對整機的操作控制。3．工作原理和信號流程1）單工工作（1）發(fā)射 收發(fā)采用同頻同天線，需將天線輪流接入收、發(fā)機。一般通過送受話器上的PTT按壓開關控制天線繼電器來實現(xiàn)。 按下PTT開關，發(fā)射機工作，同時天線連到發(fā)射機；話音信號經(jīng)送話器轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電信號，經(jīng)面板單元、控制單元送至發(fā)射機單元，由其進行調(diào)頻、放大和預加重等技術處理后再經(jīng)天線發(fā)射出去。而此時接收機暫停工作。（2）接收 需釋放PTT開關，發(fā)射機關閉，天線轉(zhuǎn)接到接收機，接收機開始工作，天線將射頻電磁波轉(zhuǎn)換為電信號送入接收機，經(jīng)變頻、放大、解調(diào)、去加重等技術處理后還原成音頻信號，再經(jīng)低頻功率放大后送入送受話器或揚聲器而變成聲音。2）雙工工作時，收發(fā)機同時工作。（1）（2） 如采用獨立的收、發(fā)天線，則不需雙工器，收、發(fā)機分別在不同的頻率上工作即可。 收、發(fā)機采用同一天線，則必須使用雙工器才能保證其正常工作。雙工器內(nèi)具有兩個分別對不同頻率諧振的濾波電路，相當于兩個不同的信號通道。接收通道對接收信號呈短路狀態(tài)，允許其通過；而對發(fā)射信號則呈開路狀態(tài)，阻止其通過。反之，發(fā)射通道只對發(fā)射信號呈短路狀態(tài)，允許其通過；而對接收信號則呈開路狀態(tài)，阻止其通過。這樣，就有效地避免了本臺的發(fā)射信號通過天線進入本臺的接收機。4.2.2VHF設備的主要性能指標發(fā)射功率

①衡量方式：

②載波功率2.頻率偏差 定義：通常用載波功率來衡量。 是指在無調(diào)制時，發(fā)射機在工作頻率上一個射頻周期中供給標準負載的平均功率。 調(diào)頻波瞬時頻率的最大值或最小值與中心頻率（載頻）間的差值。 通常在正常工作條件下所限定的頻率偏差稱為最大頻偏。而船用VHF設備無線電話通信所允許的最大頻偏為±5kHz。3.音頻帶寬：4.發(fā)射機輻射帶寬：

因為： 所以：5.靈敏度：調(diào)制音頻的頻帶應限于3000Hz以下。指占總輻射能量99%的信號頻譜寬度。 允許頻偏△fmax為±5kHz，最高調(diào)制頻率Fmax為3kHz，發(fā)射機最大輻射帶寬為：

Bmax=2(Fmax+△fmax)=2(3kHz+5kHz)=16kHz船用VHF接收機的靈敏度應優(yōu)于1μV。4.2.3VHF設備中的特殊電路

包括： 和 。1.靜噪電路1）作用

在無信號或信號電平低于門限電平而引起接收機輸出信噪比急劇下降時，自動將低放閉鎖，使揚聲器不發(fā)聲，以保持安靜。當信號電平高于門限時，再自動解鎖，正常接收。靜噪電路雙值守電路2）技術要求（1）（2）（3）（4）

靜噪靈敏度要高。信號消失，立即閉鎖；信號出現(xiàn)，立即解鎖。 要防止誤動作。即在收到脈沖式強干擾時，不解鎖。 靜噪電路的接入對其他電路不應有影響，不降低整機的靈敏度。 靜噪電路可視情況接在鑒頻器之前或之后，并由面板開關控制。3）電路的組成

鑒頻器靜噪開關低放直流放大噪聲檢波噪聲放大噪聲提?、凫o噪電路

作用：無信號或信號微弱時，保持工作環(huán)境的安寧。

用靜噪控制鍵（SQL）控制門限值鑒頻器靜噪開關低頻功放靜噪控制電路來自面板上的靜噪控制鍵送揚聲器工作原理：?當無接收信號或信號電平低于門限值時，自動切斷低功放輸出，揚聲器無聲?當有信號并超過門限值時，自動解鎖低功放，開啟揚聲器2．雙值守電路

（1）雙值守：（2）原因：①② 所謂雙值守是指利用接收機同時守聽兩個或兩個以上的通話頻道。 由于VHF通信業(yè)務的原因，船臺經(jīng)常遇到需要同時守聽多個頻道的情況。 SOLAS公約明確規(guī)定：設置VHF無線電話設備的船舶電臺，在水上時應保持對CH16的連續(xù)值守。

（2）雙值守的實現(xiàn)：（3）在所值守的多個頻道中，有優(yōu)先頻道和附加頻道之分：①②③ 在實際應用中，雙值守功能是通過特定的自動掃描程序來實現(xiàn)的。 啟動雙值守程序后，一旦在優(yōu)先頻道上檢測到信號，則掃描程序立刻停止掃描，鎖定接收。 優(yōu)先頻道無信號時，即使附加頻道有信號，但掃描駐留時間一到，仍須自動切換到優(yōu)先頻道。 從設備性能上講，優(yōu)先頻道和附加頻道應可選，如優(yōu)先頻道不允許選擇，則一定是CH16。（4）對雙值守功能和性能要求：①②③④⑤⑥雙值守功能可人工啟動或關閉。 即使已經(jīng)啟動雙值守功能，一旦拿下送受話器，雙值守功能將自動關閉；而掛上送受話器，雙值守功能又將自動恢復。 執(zhí)行雙值守功能時，發(fā)射被禁止。關閉此功能后，電臺自動轉(zhuǎn)到附加頻道上。 設備上應有獨立的功能鍵，以確保能快速切換到優(yōu)先頻道上接收。執(zhí)行雙值守功能時，應能同時顯示所值守的頻道號。如在某一頻道上收到信號，應能顯示相應的頻道號。4.2.4船用VHF天線①尺寸：②原因：③位置： 船用VHF設備工作在156MHz～174MHz頻率范圍，其對應的波長不足2米。船用VHF設備的天線多采用0.5～1.5米的鞭狀天線。 一般固定安裝在駕駛臺頂部、煙囪頂或大桅頂?shù)容^高位置，以保證能有足夠大的通信距離。4.3VHF-DSC終端及VHFEPIRB4.3.1VHF-DSC作為VHF設備的終端，其性能要求、基本組成、信息編碼技術和檢糾錯技術以及呼叫序列格式與本篇第3章中介紹的MF/HFDSC設備基本相同。這里只把不同點歸納如下：1）2）3） 對于VHF-DSC設備的性能，要求：若呼叫信道被占用，則除遇險呼叫外，本臺其它呼叫自動禁止。 VHF-DSC終端輸出的FSK信號的中心頻率仍為1700Hz，頻偏卻為±400Hz，調(diào)制速率為1200波特。（MF/HF：速率：100波特，1700±85Hz。） VHF-DSC終端只能工作在CH70信道。各種呼叫只能在該信道進行。(4）

VHF-DSC呼叫序列格式與MF/HFDSC序列格式相同，只是序列格式中的點陣持續(xù)時間與呼叫類型沒有關系，均為20Bit16.66ms。MF/HF與遇險有關的呼叫和所有岸對船呼叫點陣持續(xù)200bit

2S，而所有呼叫確認（不含遇險確認）和所有船對岸呼叫（不含遇險報警和轉(zhuǎn)發(fā)），點陣持續(xù)時間為20Bit

0.2S.5)6) 從業(yè)務應用的角度講，VHFDSC終端幾乎不適合進行“群呼”和“海呼”兩種格式的呼叫。 VHF-DSC的二重時間分集技術的時間間隔也為4

個字節(jié)，但由于其調(diào)制速率為1200波特，故每一碼元占時0.833ms，每一字節(jié)占時8.33ms

，則分集時間為33.33ms

。VHF-DSC與MF/HF-DSC的不同點：MF/HF-DSCVHF-DSCFSK信號1700Hz±85Hz（移頻范圍170Hz）1700Hz±400Hz（移頻范圍800Hz）調(diào)制速率100波特1200波特呼叫頻率若干只有一個CH70分集時間4個字節(jié)(400ms)4個字節(jié)(33.33ms)每字節(jié)占100ms每字節(jié)占8.33ms4.3.2VHFEPIRB1.概述1)2) 按GMDSS船用設備配備要求，在A1海區(qū)航行的船舶，可配備1臺VHFEPIRB，包括用于尋位的9GHzSART，以代替COSPAS-SARSAT系統(tǒng)406MHzEPIRB。 使用VHFEPIRB

在VHFCH70上發(fā)射DSC報警信號，作為船對岸的報警，必須要求岸臺建立起相應的接收臺，并做到對A1海區(qū)的完全覆蓋。一旦有關岸臺接收到DSC報警信號，應能立即將此信息轉(zhuǎn)往有關的RCC，并由RCC及時采取有效的搜救措施。2.VHFEPIRB的主要技術指標： ①工作頻率:

②頻率容限：

③輸出功率:

④CH70(156.525MHz)小于10ｘ10-6即瞬時頻率偏離標稱頻率的最大值為頻率容限，一般用相對值表示。>100mW 入水后必須能自動浮起并在浮起時自動啟動，也可人工啟動。3.發(fā)射序列的內(nèi)容①②③④VHFEPIRB只能提供遇險船識別碼、遇險船位和時間。 在其發(fā)射的呼叫序列中，格式符為“遇險呼叫”，自識別為9位MMSI碼，由銷售商根據(jù)船舶分配的識別碼寫入。遇險性質(zhì)為“EPIRB發(fā)射”。 當EPIRB與GPS連接時，遇險船位和遇險時間由GPS連續(xù)注入和修改。 但當EPIRB未與GPS相連時，遇險船位和遇險時間分別用10個“9”和4個“8”來填充。⑤⑥ 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)容視船舶設備的配備情況，由銷售商出售時寫入。一般設定為VHFCH16電話通信，但特殊情況也可選擇使用NBDP的ARQ方式進行。 VHFEPIRB每次發(fā)射由

5

個DSC

序列組成，相鄰兩次發(fā)射的時間間隔為(230+10n)s，其中n為重復發(fā)射的次數(shù)。如第一次重發(fā)，則n=1。4.VHFEPIRB基本組成

VHFEPIRB實際上是一個有發(fā)射