第四章 船用VHF通信设备-2

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

模块一

地面通信系统子模块一GMDSS概论子模块二无线电波的传播子模块三船舶MF/HF通信设备子模块四船用VHF通信设备子模块五NAVTEX、SART、及船舶备用电源第四章船用VHF通信设备

子模块四：本章内容4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收发设备4．3VHF-DSC终端设备及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收发设备4．3VHF-DSC终端设备及VHF--EPIRB4．1船用VHF通信概述4．2船用VHF收发设备4．3VHF-DSC终端设备及VHF--EPIRB4.2船用VHF收发设备①VHF通信系统的构成及作用：②船、岸VHF电台的特点： 水上移动业务VHF通信系统由岸台和船台组成，可用来实现船岸间或船舶间的近距离通信，也可通过岸台的转接实现船台与陆地公众网用户间的通信。 受安装环境和发射功率的限制，VHF设备可分为船用和岸用两种。一般船台设备为收发一体，岸台设备可收、发分开。4.2.1船用VHF收发设备的组成1．组成方框图双工器接发收射机机控制单元面板单元显示器话筒DSC终端扬声器2．各组成部分的主要作用1）双工器作用：位置： 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间。2）控制单元

3）发射机单元

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。 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。4）接收机单元①②5）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。 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。 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。3．工作原理和信号流程1）单工工作（1）发射 收发采用同频同天线，需将天线轮流接入收、发机。一般通过送受话器上的PTT按压开关控制天线继电器来实现。 按下PTT开关，发射机工作，同时天线连到发射机；话音信号经送话器转变为音频电信号，经面板单元、控制单元送至发射机单元，由其进行调频、放大和预加重等技术处理后再经天线发射出去。而此时接收机暂停工作。（2）接收 需释放PTT开关，发射机关闭，天线转接到接收机，接收机开始工作，天线将射频电磁波转换为电信号送入接收机，经变频、放大、解调、去加重等技术处理后还原成音频信号，再经低频功率放大后送入送受话器或扬声器而变成声音。2）双工工作时，收发机同时工作。（1）（2） 如采用独立的收、发天线，则不需双工器，收、发机分别在不同的频率上工作即可。 收、发机采用同一天线，则必须使用双工器才能保证其正常工作。双工器内具有两个分别对不同频率谐振的滤波电路，相当于两个不同的信号通道。接收通道对接收信号呈短路状态，允许其通过；而对发射信号则呈开路状态，阻止其通过。反之，发射通道只对发射信号呈短路状态，允许其通过；而对接收信号则呈开路状态，阻止其通过。这样，就有效地避免了本台的发射信号通过天线进入本台的接收机。4.2.2VHF设备的主要性能指标发射功率

①衡量方式：

②载波功率2.频率偏差 定义：通常用载波功率来衡量。 是指在无调制时，发射机在工作频率上一个射频周期中供给标准负载的平均功率。 调频波瞬时频率的最大值或最小值与中心频率（载频）间的差值。 通常在正常工作条件下所限定的频率偏差称为最大频偏。而船用VHF设备无线电话通信所允许的最大频偏为±5kHz。3.音频带宽：4.发射机辐射带宽：

因为： 所以：5.灵敏度：调制音频的频带应限于3000Hz以下。指占总辐射能量99%的信号频谱宽度。 允许频偏△fmax为±5kHz，最高调制频率Fmax为3kHz，发射机最大辐射带宽为：

Bmax=2(Fmax+△fmax)=2(3kHz+5kHz)=16kHz船用VHF接收机的灵敏度应优于1μV。4.2.3VHF设备中的特殊电路

包括： 和 。1.静噪电路1）作用

在无信号或信号电平低于门限电平而引起接收机输出信噪比急剧下降时，自动将低放闭锁，使扬声器不发声，以保持安静。当信号电平高于门限时，再自动解锁，正常接收。静噪电路双值守电路2）技术要求（1）（2）（3）（4）

静噪灵敏度要高。信号消失，立即闭锁；信号出现，立即解锁。 要防止误动作。即在收到脉冲式强干扰时，不解锁。 静噪电路的接入对其他电路不应有影响，不降低整机的灵敏度。 静噪电路可视情况接在鉴频器之前或之后，并由面板开关控制。3）电路的组成

鉴频器静噪开关低放直流放大噪声检波噪声放大噪声提取①静噪电路

作用：无信号或信号微弱时，保持工作环境的安宁。

用静噪控制键（SQL）控制门限值鉴频器静噪开关低频功放静噪控制电路来自面板上的静噪控制键送扬声器工作原理：•当无接收信号或信号电平低于门限值时，自动切断低功放输出，扬声器无声•当有信号并超过门限值时，自动解锁低功放，开启扬声器2．双值守电路

（1）双值守：（2）原因：①② 所谓双值守是指利用接收机同时守听两个或两个以上的通话频道。 由于VHF通信业务的原因，船台经常遇到需要同时守听多个频道的情况。 SOLAS公约明确规定：设置VHF无线电话设备的船舶电台，在水上时应保持对CH16的连续值守。

（2）双值守的实现：（3）在所值守的多个频道中，有优先频道和附加频道之分：①②③ 在实际应用中，双值守功能是通过特定的自动扫描程序来实现的。 启动双值守程序后，一旦在优先频道上检测到信号，则扫描程序立刻停止扫描，锁定接收。 优先频道无信号时，即使附加频道有信号，但扫描驻留时间一到，仍须自动切换到优先频道。 从设备性能上讲，优先频道和附加频道应可选，如优先频道不允许选择，则一定是CH16。（4）对双值守功能和性能要求：①②③④⑤⑥双值守功能可人工启动或关闭。 即使已经启动双值守功能，一旦拿下送受话器，双值守功能将自动关闭；而挂上送受话器，双值守功能又将自动恢复。 执行双值守功能时，发射被禁止。关闭此功能后，电台自动转到附加频道上。 设备上应有独立的功能键，以确保能快速切换到优先频道上接收。执行双值守功能时，应能同时显示所值守的频道号。如在某一频道上收到信号，应能显示相应的频道号。4.2.4船用VHF天线①尺寸：②原因：③位置： 船用VHF设备工作在156MHz～174MHz频率范围，其对应的波长不足2米。船用VHF设备的天线多采用0.5～1.5米的鞭状天线。 一般固定安装在驾驶台顶部、烟囱顶或大桅顶等较高位置，以保证能有足够大的通信距离。4.3VHF-DSC终端及VHFEPIRB4.3.1VHF-DSC作为VHF设备的终端，其性能要求、基本组成、信息编码技术和检纠错技术以及呼叫序列格式与本篇第3章中介绍的MF/HFDSC设备基本相同。这里只把不同点归纳如下：1）2）3） 对于VHF-DSC设备的性能，要求：若呼叫信道被占用，则除遇险呼叫外，本台其它呼叫自动禁止。 VHF-DSC终端输出的FSK信号的中心频率仍为1700Hz，频偏却为±400Hz，调制速率为1200波特。（MF/HF：速率：100波特，1700±85Hz。） VHF-DSC终端只能工作在CH70信道。各种呼叫只能在该信道进行。(4）

VHF-DSC呼叫序列格式与MF/HFDSC序列格式相同，只是序列格式中的点阵持续时间与呼叫类型没有关系，均为20Bit16.66ms。MF/HF与遇险有关的呼叫和所有岸对船呼叫点阵持续200bit

2S，而所有呼叫确认（不含遇险确认）和所有船对岸呼叫（不含遇险报警和转发），点阵持续时间为20Bit

0.2S.5)6) 从业务应用的角度讲，VHFDSC终端几乎不适合进行“群呼”和“海呼”两种格式的呼叫。 VHF-DSC的二重时间分集技术的时间间隔也为4

个字节，但由于其调制速率为1200波特，故每一码元占时0.833ms，每一字节占时8.33ms

，则分集时间为33.33ms

。VHF-DSC与MF/HF-DSC的不同点：MF/HF-DSCVHF-DSCFSK信号1700Hz±85Hz（移频范围170Hz）1700Hz±400Hz（移频范围800Hz）调制速率100波特1200波特呼叫频率若干只有一个CH70分集时间4个字节(400ms)4个字节(33.33ms)每字节占100ms每字节占8.33ms4.3.2VHFEPIRB1.概述1)2) 按GMDSS船用设备配备要求，在A1海区航行的船舶，可配备1台VHFEPIRB，包括用于寻位的9GHzSART，以代替COSPAS-SARSAT系统406MHzEPIRB。 使用VHFEPIRB

在VHFCH70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。2.VHFEPIRB的主要技术指标： ①工作频率:

②频率容限：

③输出功率:

④CH70(156.525MHz)小于10ｘ10-6即瞬时频率偏离标称频率的最大值为频率容限，一般用相对值表示。>100mW 入水后必须能自动浮起并在浮起时自动启动，也可人工启动。3.发射序列的内容①②③④VHFEPIRB只能提供遇险船识别码、遇险船位和时间。 在其发射的呼叫序列中，格式符为“遇险呼叫”，自识别为9位MMSI码，由销售商根据船舶分配的识别码写入。遇险性质为“EPIRB发射”。 当EPIRB与GPS连接时，遇险船位和遇险时间由GPS连续注入和修改。 但当EPIRB未与GPS相连时，遇险船位和遇险时间分别用10个“9”和4个“8”来填充。⑤⑥ 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，由销售商出售时写入。一般设定为VHFCH16电话通信，但特殊情况也可选择使用NBDP的ARQ方式进行。 VHFEPIRB每次发射由

5

个DSC

序列组成，相邻两次发射的时间间隔为(230+10n)s，其中n为重复发射的次数。如第一次重发，则n=1。4.VHFEPIRB基本组成

VHFEPIRB实际上是一个有发射