第四章船用VHF通信设备-1

1、GMDSS 原理与业务 模块一：地面通信系统 模块二：卫星通信系统 模块三：船舶通信业务 模块模块一一 地面地面通信通信系统系统子模块一子模块一 GMDSSGMDSS概论概论子模块二子模块二 无线电波的传播无线电波的传播子模块三子模块三 船舶船舶MF/HFMF/HF通信设备通信设备子模块四子模块四 船用船用VHFVHF通信设备通信设备子模块五子模块五 NAVTEXNAVTEX、SARTSART、及船舶备用电源、及船舶备用电源第四章第四章 船用船用VHFVHF通信设备通信设备 子模块四：子模块四：本章内容本章内容4 41 1 船用船用VHFVHF通信概述通信概述4 42 2 船用船用VHFVHF

2、收发设备收发设备4 43 VHF-DSC3 VHF-DSC终端设备及终端设备及VHF-EPIRBVHF-EPIRB4 41 1 船用船用VHFVHF通信概述通信概述4 42 2 船用船用VHFVHF收发设备收发设备4 43 VHF-DSC3 VHF-DSC终端设备及终端设备及VHF-EPIRBVHF-EPIRBSailor Sailor 船用船用VHF VHF 及及SkantiSkanti船用船用VHFVHF日本日本ICOM-45 ICOM-45 船用船用VHF VHF 日本日本ICOM-59 ICOM-59 船用船用VHFVHF船用船用VHFVHF通信设备通信设备1 1）2)2)工作在工作在

3、156156174MHz174MHz频率范围，主要用于近距离通信，频率范围，主要用于近距离通信，是是GMDSSGMDSS中中A1A1海区的主要通信设备。海区的主要通信设备。既是现场通信的主要手段，也是驾驶台与驾驶台之间既是现场通信的主要手段，也是驾驶台与驾驶台之间通信的唯一手段。通信的唯一手段。3.3.符合符合GMDSSGMDSS要求的要求的VHFVHF设备，应同时具有无线电话通设备，应同时具有无线电话通信功能和信功能和DSCDSC通信功能。通信功能。 ACVHF 收发机收发机 DSC终端终端DSC值守机值守机 电电 源源 话话 筒筒打印机打印机DC 船用船用VHF设备基本组成设备基本组成4.

4、VHF-DSC4.VHF-DSC值守机：值守机：5.5.电源：电源： 一个单通道接收机，可使用独立的接收天线，也可与一个单通道接收机，可使用独立的接收天线，也可与VHFVHF收发机共用同一天线。收发机共用同一天线。 外接电源可以是外接电源可以是110V110V或或220V220V交流电，也可使用交流电，也可使用直流直流24V24V供电。供电。4.1.1 VHF4.1.1 VHF通信的基本原理通信的基本原理1.1.采用调频（采用调频（FMFM）体制。体制。 2. 2. 调频波为等幅变频波。调频波为等幅变频波。 所谓调频是用已调信号的频率变化来携带信息的调制方式。所谓调频是用已调信号的频率变化来携

5、带信息的调制方式。 调频波的旁频分量，理论上为调频波的旁频分量，理论上为无穷无穷多个，故其理论带宽多个，故其理论带宽为无穷大。为无穷大。 因此，在工程上必须根据需要进行取舍。因此，在工程上必须根据需要进行取舍。 3.3.调频方法调频方法1 1）直接调频法：）直接调频法：2 2）间接调频法：）间接调频法： 直接用调制信号去控制振荡器的工作状态，改变直接用调制信号去控制振荡器的工作状态，改变其振荡频率，以产生调频信号。实际应用中，广泛其振荡频率，以产生调频信号。实际应用中，广泛采用变容管晶体振荡器来实现直接调频。采用变容管晶体振荡器来实现直接调频。 利用调相电路经适当转换而获得调频波。所谓利用调相

6、电路经适当转换而获得调频波。所谓调相，是指载波的瞬时相位受调制信号的控制调相，是指载波的瞬时相位受调制信号的控制而改变。而改变。4. 4. “预加重预加重”和和“去加重去加重”技术技术1 1）鉴频：）鉴频：2 2）噪声与）噪声与“预加重预加重”和去加重和去加重”技术：技术： 接收机中，对调频信号的解调过程称为鉴接收机中，对调频信号的解调过程称为鉴频，相应的部件称为鉴频器。频，相应的部件称为鉴频器。 鉴频器输出的鉴频器输出的噪声随频率的升高而增大噪声随频率的升高而增大，导致解调，导致解调后的音频信号中高音频区的信噪比下降，影响接收后的音频信号中高音频区的信噪比下降，影响接收效果。为此，在效果。为

7、此，在VHFVHF设备中，广泛采用了设备中，广泛采用了“预加重预加重”和和“去加重去加重”技术。技术。3 3）“预加重预加重”4 4）“去加重去加重”5 5）优点）优点 在发射机中人为地预先加重高音频，将高在发射机中人为地预先加重高音频，将高音频电压提升，使解调后的音频信号获得音频电压提升，使解调后的音频信号获得较为均匀的信噪比，从而提高其抗干扰性较为均匀的信噪比，从而提高其抗干扰性能。能。 在接收机中将发射时因预加重而提升的在接收机中将发射时因预加重而提升的高音频电压相应地削弱。高音频电压相应地削弱。 此技术简单易行，既提高了此技术简单易行，既提高了VHFVHF通信的抗干扰通信的抗干扰性能，

8、又不会导致信号失真。性能，又不会导致信号失真。4.1.2 VHF4.1.2 VHF通信的特点通信的特点1 1传播距离较近，通信范围受限。传播距离较近，通信范围受限。1 1）2 2）3 3）4 4）5 5）信号主要以空间波形式直线传播。信号主要以空间波形式直线传播。 地球表面的曲率效应，致使传输距离取决于收、发天地球表面的曲率效应，致使传输距离取决于收、发天线的架设高度。线的架设高度。通信距离极限值小于通信距离极限值小于100 n mile，正常值约为，正常值约为25n mile。比较适合建立以岸台为中心的近距离蜂窝式通信网。比较适合建立以岸台为中心的近距离蜂窝式通信网。 一般规定，岸台发射机的

9、额定功率不应超过一般规定，岸台发射机的额定功率不应超过50W。船台。船台发射机的额定功率不应超过发射机的额定功率不应超过25W。一般在。一般在625w之间，之间，并应能减小到并应能减小到1w。在什么情况下需要降低发射机的功率？2 2信号波长短，设备天线尺寸小：信号波长短，设备天线尺寸小： 3 3具有较强的抗干扰能力：具有较强的抗干扰能力： 船用船用VHFVHF工作在工作在156156174174MHzMHz范围，波长小于范围，波长小于2 2m m，故天线尺寸也小，船台易于架设在桅杆或烟囱故天线尺寸也小，船台易于架设在桅杆或烟囱 顶上，岸台易于采用方向性很强的定向天线。顶上，岸台易于采用方向性很

10、强的定向天线。 因为调频接收机中，输出信噪比与调制指数因为调频接收机中，输出信噪比与调制指数mfmf有关。有关。mfmf加大，输出信噪比也增大。加大，输出信噪比也增大。 mf=fmax/Fmax mf1时时,宽带调频宽带调频. B=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax) mf1时时,窄带调频窄带调频.B=2FmaxuUu4 4由于由于VHFVHF调频接收机存在门限效应接收机中必须引入静噪电路调频接收机存在门限效应接收机中必须引入静噪电路5 5信号占用的频带宽信号占用的频带宽 Bfm=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax)Bam 门限效应：门限效应： 是指当输入信噪比是指当输

11、入信噪比S Si i/N/Ni i低于门限时，其输低于门限时，其输出信噪比出信噪比S So o/N/No o明显下降，使扬声器中出现明显下降，使扬声器中出现S/NS/N恶化的现象。为保持工作环境的安宁，恶化的现象。为保持工作环境的安宁，当当S Si i/N/Ni i低于门限时，应切断扬声器的输出；低于门限时，应切断扬声器的输出；而当而当S Si i/N/Ni i高于门限时，再恢复扬声器的输高于门限时，再恢复扬声器的输出。这就是静噪电路的作用，该电路放在出。这就是静噪电路的作用，该电路放在解调之后。解调之后。 这是调频制的缺陷所在，采用调频传输虽然提高了这是调频制的缺陷所在，采用调频传输虽然提高

12、了通信质量，但却降低了频率资源的利用率。通信质量，但却降低了频率资源的利用率。4.1.3 VHF4.1.3 VHF通信工作种类和方式通信工作种类和方式1 1工作种类工作种类1 1）2 2） CCIRCCIR建议：建议：调频（调相）单路无线电话，用调频（调相）单路无线电话，用F3EF3E（G3EG3E）表示。）表示。 利用副载波调制的单路调频（调相）自动接收报，用利用副载波调制的单路调频（调相）自动接收报，用F2BF2B（G2BG2B）表示。）表示。在在VHFVHF波段进行波段进行DSCDSC或或NBDPNBDP通信时，要求终端设备输通信时，要求终端设备输出和输入的信号，应是以出和输入的信号，应

13、是以1700Hz1700Hz为副载波、频移为为副载波、频移为400Hz400Hz、调制速率为、调制速率为12001200波特波特的移频键控信号。的移频键控信号。 码元宽度码元宽度=1000/1200=0.833s=1000/1200=0.833s2 2工作方式工作方式 有有 、 和和 三种。三种。1 1）单工方式）单工方式单工单工双工双工半双工半双工 按按CCIR建议，水上建议，水上VHF通信中船舶间的通信只能使通信中船舶间的通信只能使用同频单工方式。用同频单工方式。船用设备的单工操作由话筒上的船用设备的单工操作由话筒上的PTTPTT开关控制。发开关控制。发则不收，收则不发。则不收，收则不发。

14、2）双工方式）双工方式通信时双方必须分别使用两个不同频率同时进行发射和接收。通信时双方必须分别使用两个不同频率同时进行发射和接收。3 3）半双工方式）半双工方式 按规定，在水上按规定，在水上VHFVHF通信中船台与岸台间并通过岸台转接通信中船台与岸台间并通过岸台转接到公众通信网用户的通信，只能使用双工方式。到公众通信网用户的通信，只能使用双工方式。为节能和减少不必要的电磁辐射，通信中船台仍然采用为节能和减少不必要的电磁辐射，通信中船台仍然采用受控发射，但却一直处于接收状态。因此，此种方式也受控发射，但却一直处于接收状态。因此，此种方式也被称为半双工或准双工工作方式。被称为半双工或准双工工作方式

15、。 船岸间为港口工作或船舶动态业务进行的通信，可以使船岸间为港口工作或船舶动态业务进行的通信，可以使用同频单工方式，也可使用异频准双工方式。用同频单工方式，也可使用异频准双工方式。岸台采用船台设备时，则只能使用同频单工方式与船台通岸台采用船台设备时，则只能使用同频单工方式与船台通信。信。实例： 船舶在天津港停泊，通过VHF 电话，经过天津海岸电台转接，与陆地电话用户通信。4.1.4 VHF4.1.4 VHF频道的划分和使用频道的划分和使用CCIRCCIR指配的船岸频率：指配的船岸频率：水上水上VHFVHF频率频率156-174MHz156-174MHz 船台发射频段：船台发射频段：岸台发射频段

16、：岸台发射频段：收发频率间隔：收发频率间隔：频道划分：频道划分：CH16CH16：156.025156.025157.425MHz157.425MHz156.050156.050162.025MHz162.025MHz4.64.6MHzMHz，相邻信道间隔为，相邻信道间隔为25kHz25kHz。共划分出共划分出5757个频道，频道号为个频道，频道号为1 12828和和60608888，其中单工频道，其中单工频道2020个，双工频道个，双工频道3535个，保个，保护频道护频道2 2个。个。8888以上为私人频道。如美国各以上为私人频道。如美国各港口设置的港口设置的USAUSA信道等。信道等。（1

17、56.8MHz156.8MHz）指定为）指定为VHFVHF无线电话国际遇险无线电话国际遇险与安全与安全通信频道；通信频道；CH70CH70：保护频道：保护频道：CH06CH06：CH13CH13：CH87CH87和和CH88CH88：（156.525MHz156.525MHz）指定为）指定为VHF DSCVHF DSC国际遇险与安国际遇险与安全呼叫频道；全呼叫频道；CH75CH75和和CH76CH76为为CH16CH16的保护频道；的保护频道；156.800156.8000.0250.025用于用于国际航行船舶间国际航行船舶间导航和避让操作；导航和避让操作；两个单工频道用于提供海上作业船舶的自动识两个单工频道用于提供海上作业船舶的自动识别和监视系统（别和监视系统（AISAIS）的工作频道。）的工作频