第6章船用VHF通信设备

第6章 船用VHF通信设备
第6章 船用VHF通信设备
6.1 VHF无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机 6.3 双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB
6.1 VHF无线电通信设备及频率
6.1 VHF无线电通信设备的分类 1. 水上近距离无线电通信
• 甚高频只能直线传播，受视距限制，理论上约100 海里，实际正常范围20~30海里左右。
③频道划分： 共划分出57个频道，频道号为1～28和60～ 88，其中单工频道20个，双工频道35个，保
护频道2个。88以上为私人频道。如美国各
港口设置的USA信道等。
④CH16：
（156.8MHz）指定为VHF无线电话国际遇险 与安全通信频道；
⑤CH70：（156.525MHz）指定为VHF DSC国际遇险与安 全呼叫频道；
2．工作方式
有 单工 、双工 和 半双工 三种。
1）单工方式
①
按CCIR建议，水上VHF通信中船舶间的通信只能使
用同频单工方式。
②
船用设备的单工操作由话筒上的PTT开关控制。发
则不收，收则不发。
2）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。
常闭触电
按钮 导线，去接收机
导体
弹簧 绝缘体
⑥保护频道： CH75和CH76为CH16的保护频道；156.800±0.025
⑦CH06：用于国内航行船舶间导航和避让操作，也可用于从事 协调搜救作业的船舶电台和飞机电台之间的通信；
⑧CH13： 用于国际航行船舶间导航和避让操作；
⑨CH87和CH88： 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（AIS）的工作频道。
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6.1 VHF无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机 6.3 双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB
6.2 VHF收发机组成
• 6.2.1VHF发射机组成
音频电路
直接调频 晶体振荡器
混频
驱动
功放
频率合成器 直接调频方式
频率合成器
调相
倍频
驱动
功放
音频电路
变换网络 间接调频方式
生艇筏上使用的双向VHF无线电话通信设备 • 对仅航行在A1海区的船舶可以配备VHF CH70 EPIRB，
用以代替卫星EPIRB实现遇险报警。
6.1.2 VHF设备的主要功能
1.VHF无线电台通信功能
• 港口引航业务、船舶动态业务通信。 • 公众通信。在A1海区船舶能通过该海区的VHF海
岸电台和陆上电话网用户进行通信。 • 驾驶台对驾驶台通信。实现船舶操作、安全避让
– 即某一频道与CH16双值守，具有选择优先信道(海上VHF 的优先信道为CH16)的特性。
–双值守功能可人工启或关闭，即使已开启双值守功能， 一旦拿下送受话器，该功能将自动关闭；而挂上送受话 器，该功能又自动恢复到启动状态。
–双值守功能开启期间，所有被扫描信道号应能同时显示 出来。对收到信号的信道号有显示。
常开触电
PTT示意图
导线，去发射机
3）半双工方式 ① 按规定，在水上VHF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。
② 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 被称为半双工或准双工工作方式。
③ 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。
位置： 双工器连接在天线、发射机和双工工作的接收机之 间。
2）控制单元 主要由CPU组成。分别与面板单元、DSC单元、双工器和 收发机相连，完成对整机的操作及通信控制。
3）发射机单元
其作用是对话音信号进行处理和调制，向天线输送大功 率的调频波，实现无线电波的发射。
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4）接收机单元 ① 其作用是将来自天线的已调高频波进行频率变换、信号放
• 双值守电路：多谐振荡器 和 自动电子转换开关。
双值守原理
• 在双信道守听时，每隔1s或更短的时间间隔， 应检查VHF CH16信道。如果CH16信道出现 信号，接收机立即锁定到此信道，直到CH16 的信号消失，在自动返回另一信道。
CH08 CH16 0.9s 0.1s
1S
1S
CH16有信号
DW CH16
大及解调，最终将其还原为原始音频信号，以实现信息的 接收。 ② 解调后的话音信号经静噪电路和去加重处理后，送入低 频功率放大器进行功率放大，以推动耳机、扬声器等相 关终端设备工作。
5）面板单元
主要由单片机和音频处理电路组成，与显示器、扬声器 以及送受话器等外设构成对整机的操作控制。
GMDSS对VHF设备的技术要求
• 组成
高放 一混 二混 中放 限幅 鉴频 静噪 去加重 音放
合成器 二本振
VHF接收机框图
静噪电路
• 作用：
– 无信号或收到的电平很微弱时，因门限效应，输出S/N 急剧下降，自动将低频放大器闭锁，从而使接收机不 能在扬声器中输出“沙沙”的噪声，保持驾驶台安静。
• 组成：
限幅
鉴频
静噪开关
去加重
音放
发射机的额定功率不应超过25W。一般在6～25w之间 ，并应能减小到≤1w。
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2．信号波长短，设备天线尺寸小： 船用VHF工作在156～174MHz范围，波长小于2m， 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。
3．具有较强的抗干扰能力： 因为调频接收机中，输出信噪比与调制指数mf有关 。mf加大，输出信噪比也增大。 mf=△fmax/Fmax
船舶VHF无线电通信设备分类：
• VHF、VHF DSC和双向VHF无线电话通信设备
VHF无线电设备的配备要求
根据1988年SOLAS公约修正案要求： • 海上船舶必须配备——具有无线电话和数字选择性呼
叫（DSC）通信功能的甚高频(VHF)无线电通信设备 • 船舶还应配备3台(300一500总吨船舶可以配备2台)救
第6章 船用VHF通信设备
6.1 VHF无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机 6.3 双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB
6.4 VHF EPIRB
1.概述
1) 按GMDSS 船用设备配备要求，在 A1 海区航行的船舶，可 配备 1台VHF EPIRB，包括用于寻位的 9GHz SART，以代 替 COSPAS-SARSAT 系统406MHz EPIRB。
mf＞1时,宽带调频. B=2(mf+1)Fmax=2(△fmax +Fmax) mf≤1时,窄带调频.B=2Fmax
4．由于VHF调频接收机存在门限效应接收机中必须引入静噪电路
门限效应：是指当Si/Ni低于门限时，其So/No明显下降 ，使扬声器中出现S/N恶化的现象。为保 持工作环境的安宁，当Si/Ni低于门限时， 应切断扬声器的输出；而当Si/Ni高于门限 时，再恢复扬声器的输出。这就是静噪电 路的作用，该电路放在解调之后。
语音放大
限幅
预加重
低通滤波器
音频电路
• 限幅：
– 选取适当的调频指数
• 预加重电路
– f↑,S↓,N↑,S/N ↓ , mf↓,抗干扰能力↓ – 作用：人为地提高音频信号频谱中高频端的信噪比 – 组成：RC微分电路 – 接收端需加去加重电路
• 低通滤波器：
– 限幅带来高次谐波，防止边带频谱扩宽
6.2.2VHF调频接收机
G2B）表示。 CCIR建议： 在VHF波段进行DSC或NBDP通信时，要求终端设备输 出和输入的信号，应是以1700Hz为副载波、频移为 ±400Hz、调制速率为1200波特的移频键控信号。
码元宽度=1000/1200=0.833s
“0”对应较高频率 1700+400HZ=2100HZ 空号
“1”对应较低频率 1700-400HZ=1300HZ 传号
• 具有遇险、紧急与安全，船舶业务和常规业务呼叫 与话音通信功能
• 满足控制与显示要求 • 信道切换时间小于5s，收发转换时间小于0.3s。 • 电台工作期间，不会因天线的开路或短路而损坏。 • 开机1mins内工作。 • 具有DSC和双值守功能。 • 信道切换期间不能发射；收发控制不会引发无用辐
射。 • 船用VHF的最大频偏为5KHz。 • 海上VHF的容许频率误差为10×10-6 • 船用VHF接收机灵敏度应优于1μV。
2) 使用VHF EPIRB 在 VHF CH70上发射DSC报警信号，作为船 对岸的报警，必须要求岸台建立起相应的接收台，并做到 对A1海区的完全覆盖。一旦有关岸台接收到DSC报警信号 ，应能立即将此信息转往有关的RCC，并由RCC及时采取有 效的搜救措施。
3.发射序列的内容 ① VHF EPIRB 只能提供遇险船识别码、遇险船位和时间。
④ 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。
6.1.5水上移动通信VHF频道的划分与使用
①CCIR指配的船岸频率：水上VHF频率156---174MHz 船台发射频段： 156.025～157.425MHz 岸台发射频段： 156.050～162.025MHz
②收发频率间隔： 4.6MHz，相邻信道间隔为25kHz。
注：VHF—DSC的专用信道——VHF CH70信道
6.1.3 VHF通信的特点
1．传播距离较近，通信范围受限。
1） 信号主要以空间波形式直线传播。 2） 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。 3） 通信距离极限值小于100 n mile，正常值约为25n mile。 4） 比较适合建立以岸台为中心的近距离蜂窝式通信网。 5） 一般规定，岸台发射机的额定功率不应超过50W。船台