第四章 船用VHF通信設(shè)備-2

GMDSS原理與業(yè)務(wù)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(wù)

模塊一

地面通信系統(tǒng)子模塊一GMDSS概論子模塊二無(wú)線電波的傳播子模塊三船舶MF/HF通信設(shè)備子模塊四船用VHF通信設(shè)備子模塊五NAVTEX、SART、及船舶備用電源第四章船用VHF通信設(shè)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(shè)備4．3VHF-DSC終端設(shè)備及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收發(fā)設(shè)備4．3VHF-DSC終端設(shè)備及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收發(fā)設(shè)備4．3VHF-DSC終端設(shè)備及VHF--EPIRB4.2船用VHF收發(fā)設(shè)備①VHF通信系統(tǒng)的構(gòu)成及作用：②船、岸VHF電臺(tái)的特點(diǎn)： 水上移動(dòng)業(yè)務(wù)VHF通信系統(tǒng)由岸臺(tái)和船臺(tái)組成，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)船岸間或船舶間的近距離通信，也可通過(guò)岸臺(tái)的轉(zhuǎn)接實(shí)現(xiàn)船臺(tái)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(shè)備可分為船用和岸用兩種。一般船臺(tái)設(shè)備為收發(fā)一體，岸臺(tái)設(shè)備可收、發(fā)分開(kāi)。4.2.1船用VHF收發(fā)設(shè)備的組成1．組成方框圖雙工器接發(fā)收射機(jī)機(jī)控制單元面板單元顯示器話筒DSC終端揚(yáng)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(shí)收發(fā)機(jī)仍能使用同一天線，必須利用雙工器對(duì)收、發(fā)信號(hào)進(jìn)行隔離，以保證通信時(shí)接收機(jī)不受本臺(tái)發(fā)射信號(hào)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)之間。2）控制單元

3）發(fā)射機(jī)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(jī)相連，完成對(duì)整機(jī)的操作及通信控制。 其作用是對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行處理和調(diào)制，向天線輸送大功率的調(diào)頻波，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電波的發(fā)射。4）接收機(jī)單元①②5）面板單元

其作用是將來(lái)自天線的已調(diào)高頻波進(jìn)行頻率變換、信號(hào)放大及解調(diào)，最終將其還原為原始音頻信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)信息的接收。 解調(diào)后的話音信號(hào)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(dòng)耳機(jī)、揚(yáng)聲器等相關(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)聲器以及送受話器等外設(shè)構(gòu)成對(duì)整機(jī)的操作控制。3．工作原理和信號(hào)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(jī)。一般通過(guò)送受話器上的PTT按壓開(kāi)關(guān)控制天線繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 按下PTT開(kāi)關(guān)，發(fā)射機(jī)工作，同時(shí)天線連到發(fā)射機(jī)；話音信號(hào)經(jīng)送話器轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電信號(hào)，經(jīng)面板單元、控制單元送至發(fā)射機(jī)單元，由其進(jìn)行調(diào)頻、放大和預(yù)加重等技術(shù)處理后再經(jīng)天線發(fā)射出去。而此時(shí)接收機(jī)暫停工作。（2）接收 需釋放PTT開(kāi)關(guān)，發(fā)射機(jī)關(guān)閉，天線轉(zhuǎn)接到接收機(jī)，接收機(jī)開(kāi)始工作，天線將射頻電磁波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入接收機(jī)，經(jīng)變頻、放大、解調(diào)、去加重等技術(shù)處理后還原成音頻信號(hào)，再經(jīng)低頻功率放大后送入送受話器或揚(yáng)聲器而變成聲音。2）雙工工作時(shí)，收發(fā)機(jī)同時(shí)工作。（1）（2） 如采用獨(dú)立的收、發(fā)天線，則不需雙工器，收、發(fā)機(jī)分別在不同的頻率上工作即可。 收、發(fā)機(jī)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(gè)分別對(duì)不同頻率諧振的濾波電路，相當(dāng)于兩個(gè)不同的信號(hào)通道。接收通道對(duì)接收信號(hào)呈短路狀態(tài)，允許其通過(guò)；而對(duì)發(fā)射信號(hào)則呈開(kāi)路狀態(tài)，阻止其通過(guò)。反之，發(fā)射通道只對(duì)發(fā)射信號(hào)呈短路狀態(tài)，允許其通過(guò)；而對(duì)接收信號(hào)則呈開(kāi)路狀態(tài)，阻止其通過(guò)。這樣，就有效地避免了本臺(tái)的發(fā)射信號(hào)通過(guò)天線進(jìn)入本臺(tái)的接收機(jī)。4.2.2VHF設(shè)備的主要性能指標(biāo)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(lái)衡量。 是指在無(wú)調(diào)制時(shí)，發(fā)射機(jī)在工作頻率上一個(gè)射頻周期中供給標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載的平均功率。 調(diào)頻波瞬時(shí)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(shè)備無(wú)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(jī)輻射帶寬：

因?yàn)椋? 所以：5.靈敏度：調(diào)制音頻的頻帶應(yīng)限于3000Hz以下。指占總輻射能量99%的信號(hào)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(jī)最大輻射帶寬為：

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

包括： 和 。1.靜噪電路1）作用

在無(wú)信號(hào)或信號(hào)電平低于門限電平而引起接收機(jī)輸出信噪比急劇下降時(shí)，自動(dòng)將低放閉鎖，使揚(yáng)聲器不發(fā)聲，以保持安靜。當(dāng)信號(hào)電平高于門限時(shí)，再自動(dòng)解鎖，正常接收。靜噪電路雙值守電路2）技術(shù)要求（1）（2）（3）（4）

靜噪靈敏度要高。信號(hào)消失，立即閉鎖；信號(hào)出現(xiàn)，立即解鎖。 要防止誤動(dòng)作。即在收到脈沖式強(qiáng)干擾時(shí)，不解鎖。 靜噪電路的接入對(duì)其他電路不應(yīng)有影響，不降低整機(jī)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(kāi)關(guān)控制。3）電路的組成

鑒頻器靜噪開(kāi)關(guān)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(wú)信號(hào)或信號(hào)微弱時(shí)，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(kāi)關(guān)低頻功放靜噪控制電路來(lái)自面板上的靜噪控制鍵送揚(yáng)聲器工作原理：?當(dāng)無(wú)接收信號(hào)或信號(hào)電平低于門限值時(shí)，自動(dòng)切斷低功放輸出，揚(yáng)聲器無(wú)聲?當(dāng)有信號(hào)并超過(guò)門限值時(shí)，自動(dòng)解鎖低功放，開(kāi)啟揚(yáng)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(jī)同時(shí)守聽(tīng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的通話頻道。 由于VHF通信業(yè)務(wù)的原因，船臺(tái)經(jīng)常遇到需要同時(shí)守聽(tīng)多個(gè)頻道的情況。 SOLAS公約明確規(guī)定：設(shè)置VHF無(wú)線電話設(shè)備的船舶電臺(tái)，在水上時(shí)應(yīng)保持對(duì)CH16的連續(xù)值守。

（2）雙值守的實(shí)現(xiàn)：（3）在所值守的多個(gè)頻道中，有優(yōu)先頻道和附加頻道之分：①②③ 在實(shí)際應(yīng)用中，雙值守功能是通過(guò)特定的自動(dòng)掃描程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 啟動(dòng)雙值守程序后，一旦在優(yōu)先頻道上檢測(cè)到信號(hào)，則掃描程序立刻停止掃描，鎖定接收。 優(yōu)先頻道無(wú)信號(hào)時(shí)，即使附加頻道有信號(hào)，但掃描駐留時(shí)間一到，仍須自動(dòng)切換到優(yōu)先頻道。 從設(shè)備性能上講，優(yōu)先頻道和附加頻道應(yīng)可選，如優(yōu)先頻道不允許選擇，則一定是CH16。（4）對(duì)雙值守功能和性能要求：①②③④⑤⑥雙值守功能可人工啟動(dòng)或關(guān)閉。 即使已經(jīng)啟動(dòng)雙值守功能，一旦拿下送受話器，雙值守功能將自動(dòng)關(guān)閉；而掛上送受話器，雙值守功能又將自動(dòng)恢復(fù)。 執(zhí)行雙值守功能時(shí)，發(fā)射被禁止。關(guān)閉此功能后，電臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)到附加頻道上。 設(shè)備上應(yīng)有獨(dú)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(shí)，應(yīng)能同時(shí)顯示所值守的頻道號(hào)。如在某一頻道上收到信號(hào)，應(yīng)能顯示相應(yīng)的頻道號(hào)。4.2.4船用VHF天線①尺寸：②原因：③位置： 船用VHF設(shè)備工作在156MHz～174MHz頻率范圍，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)不足2米。船用VHF設(shè)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(tái)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(shè)備的終端，其性能要求、基本組成、信息編碼技術(shù)和檢糾錯(cuò)技術(shù)以及呼叫序列格式與本篇第3章中介紹的MF/HFDSC設(shè)備基本相同。這里只把不同點(diǎn)歸納如下：1）2）3） 對(duì)于VHF-DSC設(shè)備的性能，要求：若呼叫信道被占用，則除遇險(xiǎn)呼叫外，本臺(tái)其它呼叫自動(dòng)禁止。 VHF-DSC終端輸出的FSK信號(hào)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(jìn)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(diǎn)陣持續(xù)時(shí)間與呼叫類型沒(méi)有關(guān)系，均為20Bit16.66ms。MF/HF與遇險(xiǎn)有關(guān)的呼叫和所有岸對(duì)船呼叫點(diǎn)陣持續(xù)200bit

2S，而所有呼叫確認(rèn)（不含遇險(xiǎn)確認(rèn)）和所有船對(duì)岸呼叫（不含遇險(xiǎn)報(bào)警和轉(zhuǎn)發(fā)），點(diǎn)陣持續(xù)時(shí)間為20Bit

0.2S.5)6) 從業(yè)務(wù)應(yīng)用的角度講，VHFDSC終端幾乎不適合進(jìn)行“群呼”和“海呼”兩種格式的呼叫。 VHF-DSC的二重時(shí)間分集技術(shù)的時(shí)間間隔也為4

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

，則分集時(shí)間為33.33ms

。VHF-DSC與MF/HF-DSC的不同點(diǎn)：MF/HF-DSCVHF-DSCFSK信號(hào)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(gè)CH70分集時(shí)間4個(gè)字節(jié)(400ms)4個(gè)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(shè)備配備要求，在A1海區(qū)航行的船舶，可配備1臺(tái)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(bào)警信號(hào)，作為船對(duì)岸的報(bào)警，必須要求岸臺(tái)建立起相應(yīng)的接收臺(tái)，并做到對(duì)A1海區(qū)的完全覆蓋。一旦有關(guān)岸臺(tái)接收到DSC報(bào)警信號(hào)，應(yīng)能立即將此信息轉(zhuǎn)往有關(guān)的RCC，并由RCC及時(shí)采取有效的搜救措施。2.VHFEPIRB的主要技術(shù)指標(biāo)： 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(shí)頻率偏離標(biāo)稱頻率的最大值為頻率容限，一般用相對(duì)值表示。>100mW 入水后必須能自動(dòng)浮起并在浮起時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，也可人工啟動(dòng)。3.發(fā)射序列的內(nèi)容①②③④VHFEPIRB只能提供遇險(xiǎn)船識(shí)別碼、遇險(xiǎn)船位和時(shí)間。 在其發(fā)射的呼叫序列中，格式符為“遇險(xiǎn)呼叫”，自識(shí)別為9位MMSI碼，由銷售商根據(jù)船舶分配的識(shí)別碼寫(xiě)入。遇險(xiǎn)性質(zhì)為“EPIRB發(fā)射”。 當(dāng)EPIRB與GPS連接時(shí)，遇險(xiǎn)船位和遇險(xiǎn)時(shí)間由GPS連續(xù)注入和修改。 但當(dāng)EPIRB未與GPS相連時(shí)，遇險(xiǎn)船位和遇險(xiǎn)時(shí)間分別用10個(gè)“9”和4個(gè)“8”來(lái)填充。⑤⑥ 電文中通信指令表明后續(xù)遇險(xiǎn)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(shí)寫(xiě)入。一般設(shè)定為VHFCH16電話通信，但特殊情況也可選擇使用NBDP的ARQ方式進(jìn)行。 VHFEPIRB每次發(fā)射由

5

個(gè)DSC

序列組成，相鄰兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為(230+10n)s，其中n為重復(fù)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(shí)際上是一個(gè)有發(fā)射