第6章 船用VHF通信设备

1、 第第6 6章章 船用船用VHFVHF通信设备通信设备 第6章 船用VHF通信设备 6.1 VHF无线电通信设备及频率无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机收发机 6.3 双值守原理与要求双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB 6.1 VHF无线电通信设备及频率 6.1 VHF6.1 VHF无线电通信设备的分类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2030海里左右。 为避免相互干扰， 一般限制发射功率： 船台：25W/1W 2. 工作频段为156174MHz 频率f：156M174MHz 波长=c / f

2、=3*108 / 156M174MHz =1.721.92m 2m 天线体积小，安装方便。 3. 可实现通信： A1海区：船岸无线电通信 船船通信（驾驶台之间） 现场通信（搜救作业） 船舶船舶VHF无线电通信设备分类：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 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

3、CH70 EPIRB， 用以代替卫星EPIRB实现遇险报警。 6.1.26.1.2 VHF VHF设备的主要功能设备的主要功能 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、 船舶移动等通信。 近距离搜救协调通信，搜救现场通信。海上VHF 通信波段CH16信道是无线电话遇险和安全频率。 VHF CH16信道的值守。 1.VHF无线电台通信功能 2. VHFDSC呼叫功能 遇险报警、遇险收妥、遇险转发。 紧急、安全、常规呼叫。 打直拨电话（在A1海区可以实现船经岸与陆上电 话网用户的

4、自动连接。） 自动值守（VHF CH70 DSC值守机）。 注：注：VHFVHFDSCDSC的专用信道的专用信道VHF CH70VHF CH70信道信道 6.1.36.1.3 VHF 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

5、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。 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

6、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=2Fmax u 4 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 Bf

7、m=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax)Bam 门限效应：门限效应： 是指当是指当S Si i/N/Ni i低于门限时，其低于门限时，其S So o/N/No o明显下降明显下降 ，使扬声器中出现，使扬声器中出现S/NS/N恶化的现象。为保持恶化的现象。为保持 工作环境的安宁，当工作环境的安宁，当S Si i/N/Ni i低于门限时，应低于门限时，应 切断扬声器的输出；而当切断扬声器的输出；而当S Si i/N/Ni i高于门限时高于门限时 ，再恢复扬声器的输出。这就是静噪电路，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。的作用，该电路放在解调之后。 这是调频制

8、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。 6.1.46.1.4 VHF 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NBDP

9、NBDP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=0.833s “0”对应较高频率对应较高频率 1700+400HZ=2100HZ 空号空号 “1”对应较低频率对应较低频率 1700-400HZ=1300HZ 传号传号 2 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

10、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。 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。 导线，去接收机导线，去接收机 导线，去发射机导线，去发射机 导体导体 弹簧弹簧 常闭触电常闭触电 常开触电常开触电 绝缘体绝缘体 按钮按钮 PTT示意图示意图 3 3）半双工方式）半双工方式 按规定，

11、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。 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

12、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。 6.1.56.1.5水上移动通信水上移动通信VHFVHF频道的划分与使用频道的划分与使用 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：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： 156.025156.025157.425MHz157.425MHz 156.050156.050162.025MHz162.

13、025MHz 4.64.6MHzMHz，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6060 8888，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。 （156.8MHz156.8MHz）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： CH1

14、3CH13： 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。）的工作频道。 用于用于国内航行船舶间国内航行船舶间导航和避让操作，也可

15、用于从事导航和避让操作，也可用于从事 协调搜救作业的协调搜救作业的船舶电台和飞机电台之间船舶电台和飞机电台之间的通信；的通信； 1 1组成方框图组成方框图 双工器双工器 接接 发发 收收 射射 机机 机机 控制单元控制单元 面板单元面板单元 显示器显示器 话筒话筒 DSC终端终端 扬声器扬声器 6.1.6 VHF船台的一般组成和主要功能与性能要求 2 2各组成部分的主要作用各组成部分的主要作用 1 1）双工器）双工器 作用：作用： 位置：位置： 为使双工工作时收发机仍能使用同一天线，必须利为使双工工作时收发机仍能使用同一天线，必须利 用双工器对收、发信号进行隔离，以保证通信时接用双工器对收、发

16、信号进行隔离，以保证通信时接 收机不受本台发射信号的干扰或损坏。收机不受本台发射信号的干扰或损坏。 双工器连接在天线、发射机和双工工作的接收机之双工器连接在天线、发射机和双工工作的接收机之 间。间。 2 2）控制单元）控制单元 3 3）发射机单元）发射机单元 主要由主要由CPUCPU组成。分别与面板单元、组成。分别与面板单元、DSCDSC单元、双工器和单元、双工器和 收发机相连，完成对整机的操作及通信控制。收发机相连，完成对整机的操作及通信控制。 其作用是对话音信号进行处理和调制，向天线输送大功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。率的调频波，实现无

17、线电波的发射。 4 4）接收机单元）接收机单元 5 5）面板单元）面板单元 其作用是将来自天线的已调高频波进行频率变换、信号放其作用是将来自天线的已调高频波进行频率变换、信号放 大及解调，最终将其还原为原始音频信号，以实现信息的大及解调，最终将其还原为原始音频信号，以实现信息的 接收。接收。 解调后的话音信号经静噪电路和去加重处理后，送入低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。关终端设备工作。 主要由单片机和音频处理电路组成，与显示器、扬声器主要由单片机和音频处理电路组

18、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。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 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1010-6 船用VHF接收机灵敏度应优于1V。 第6章 船用VHF通信设备 6.1 VHF无线电通信设备及频率无线电通信

19、设备及频率 6.2 VHF收发机收发机 6.3 双值守原理与要求双值守原理与要求 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 调相 倍频驱动功放 频率合成器 音频电路变换网络 间接调频方式 限幅： 选取适当的调频指数 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 音频电路 预加重 低通滤波器限幅 语音放大 6.2.2VHF调频接收机 组成 高放一混二混中

20、放限幅鉴频静噪去加重音放 二本振合成器 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： 静噪电路框图 静噪开关限幅鉴频 去加重音放 噪声提取噪声放大噪声检波直流放大 第6章 船用VHF通信设备 6.1 VHF无线电通信设备及频率无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机收发机 6.3 双值守原理与要求双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB 根据SOLAS公约要求，船舶在海上航行要保持在 VHF CH16信道上连续值守，为此要求VHF无线电 设备

21、要具有双值守功能，使接收机能同时守听两个 信道。 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。 双值守电路：多谐振荡器 和 自动电子转换开关。 6.3 双值守原理与要求双值守原理与要求 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

22、信号消失，在自动返回另一信道。 DW CH16 CH16 0.1s 1S1S CH08 0.9s CH16有信号有信号 第6章 船用VHF通信设备 6.1 VHF无线电通信设备及频率无线电通信设备及频率 6.2 VHF收发机收发机 6.3 双值守原理与要求双值守原理与要求 6.4 VHF EPIRB 6.46.4 VHF EPIRB VHF EPIRB 1.1.概述概述 1)1) 2)2) 按按GMDSS GMDSS 船用设备配备要求，在船用设备配备要求，在 A1 A1 海区航行的船舶，可海区航行的船舶，可 配备配备 1 1台台VHF EPIRBVHF EPIRB，包括用于寻位的，包括用于寻位

23、的 9GHz SART9GHz SART，以代，以代 替替 COSPAS-SARSAT COSPAS-SARSAT 系统系统406MHz EPIRB406MHz EPIRB。 使用使用VHF VHF EPIRBEPIRB 在在 VHF CH70VHF CH70上发射上发射DSCDSC报警信号，作为船报警信号，作为船 对岸的报警，必须要求岸台建立起相应的接收台，并做到对岸的报警，必须要求岸台建立起相应的接收台，并做到 对对A1A1海区的完全覆盖。一旦有关岸台接收到海区的完全覆盖。一旦有关岸台接收到DSCDSC报警信号报警信号 ，应能立即将此信息转往有关的，应能立即将此信息转往有关的RCCRCC，

24、并由，并由RCCRCC及时采取有及时采取有 效的搜救措施。效的搜救措施。 3.3.发射序列的内容发射序列的内容 VHF EPIRB VHF EPIRB 只能提供遇险船识别码只能提供遇险船识别码、遇险船位遇险船位和和时间时间。 在其发射的呼叫序列中，格式符为在其发射的呼叫序列中，格式符为“遇险呼叫遇险呼叫”， 自自 识别为识别为9 9位位MMSIMMSI码，由销售商根据船舶分配的识别码写码，由销售商根据船舶分配的识别码写 入。遇险性质为入。遇险性质为“EPIRBEPIRB发射发射”。 当当 EPIRB EPIRB 与与 GPS GPS 连接时，遇险船位和遇险时间由连接时，遇险船位和遇险时间由 G

25、PS GPS 连续注入和修改。连续注入和修改。 但当但当 EPIRB EPIRB 未与未与 GPS GPS 相连时，相连时，遇险船位遇险船位和和遇险时间遇险时间 分别用分别用1010个个“9 9”和和4 4个个“8 8”来填充。来填充。 电文中通信指令表明后续遇险通信使用的工作种类。电文中通信指令表明后续遇险通信使用的工作种类。 具体内容视船舶设备的配备情况，由销售商出售时写具体内容视船舶设备的配备情况，由销售商出售时写 入。一般设定为入。一般设定为 VHF CH16VHF CH16电话通信，但特殊情况也可电话通信，但特殊情况也可 选择使用选择使用 NBDP NBDP 的的 ARQ ARQ 方式进行。方式进行。 VHF EPIRB VHF EPIRB 每次发射由每次发射由 5 5 个个 DSCDSC 序列组成，相邻两序列组成，相邻两 次发射的时间间隔为次发射的时间间隔为 ( (230+10 n230+10 n) s) s，其中，其中n n为重复发为重复发 射的次数。如第一次重发，则射的次数。如第一次重发，