第四章 船用VHF通信设备-2

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-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-EPIRB4.24.2船用船用VHFVHF收发设备收发设备 VHFVHF通信系统的构成及作用：通信系

3、统的构成及作用：船、岸船、岸VHFVHF电台的特点：电台的特点：水上移动业务水上移动业务VHFVHF通信系统由通信系统由岸台和船台岸台和船台组成，可用来实组成，可用来实现船岸间或船舶间的现船岸间或船舶间的近距离通信近距离通信，也可通过岸台的转接，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。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，受安装环境和发射功率的限制，VHFVHF设备可分为船用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。收、发分开。4.2.4.2.1 1 船用船用VHFVHF收发设备的组

4、成收发设备的组成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。

5、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

6、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。3 3工作原理和信号流程工作原理和信号流程1 1）单工工作）单工工作（1 1）发射）发射收发采用同频同天线，需将天线轮流接

7、入收、发机。一般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通过送受话器上的PTTPTT按压开关控制天线继电器来实现。按压开关控制天线继电器来实现。按下按下PTTPTT开关，发射机工作，同时天线连到发射机；话音开关，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。术处理后再经天线发射出去。而此时接收机暂停工作。（2 2）接收）接收需释放需释放PTT

8、PTT开关，发射机关闭，天线转接到接收机，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。送受话器或扬声器而变成声音。2 2）双工工作时，收发机同时工作。）双工工作时，收发机同时工作。（1 1）（2 2）如采用独立的收、发天线，则不需双工器，收、发机如采用独立的收、发天线，则不需双工器，收、发机分别在不同的频率上工作即

9、可。分别在不同的频率上工作即可。收、发机采用同一天线，则收、发机采用同一天线，则必须使用双工器必须使用双工器才能保证其正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。路，相当于两个不同的信号通道。接收通道对接收信号呈接收通道对接收信号呈短路状态短路状态，允许其通过；而，允许其通过；而对发射信号则呈开路状态对发射信号则呈开路状态，阻，阻止其通过。反之，止其通过。反之，发射通道只对发射信号呈短路状态发射通道只对发射信号呈短路状态，允，允许其通过；而许其通过；而对接收信号则呈开路状态对接收信号则呈开路状态

10、，阻止其通过。这，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。接收机。4.2.4.2.2 VHF2 VHF设备的主要性能指标设备的主要性能指标发射功率发射功率 衡量方式：衡量方式： 载波功率载波功率2. 2. 频率偏差频率偏差定义：定义：通常用通常用载波功率载波功率来衡量。来衡量。是指在无调制时，发射机在工作频率上一个射频是指在无调制时，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。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（载调频波瞬时频率的最大值或最小值与中心频率（载频）间的

11、差值。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。而船用频偏。而船用VHFVHF设备无线电话通信所允许的最大频设备无线电话通信所允许的最大频偏为偏为5kHz5kHz。3.3.音频带宽：音频带宽：4. 4. 发射机辐射带宽：发射机辐射带宽： 因为：因为：所以：所以：5.5.灵敏度：灵敏度：调制音频的频带应限于调制音频的频带应限于3000Hz3000Hz以下。以下。指占总辐射能量指占总辐射能量99%99%的信号频谱宽度。的信号频谱宽度。允许频偏允许频偏fmaxfmax为为5kHz5kHz，最高调制频率，最高调制频率FmaxFmax为为

12、3kHz3kHz，发射机最大辐射带宽为：发射机最大辐射带宽为： Bmax = 2 (Fmax+ Bmax = 2 (Fmax+fmax) fmax) = 2(3 kHz +5kHz ) = 2(3 kHz +5kHz ) = 16 kHz = 16 kHz船用船用VHFVHF接收机的灵敏度应优于接收机的灵敏度应优于1V1V。4.2.4.2.3 VHF3 VHF设备中的特殊电路设备中的特殊电路包括：包括： 和和。1.1.静噪电路静噪电路1 1）作用）作用 在无信号或信号电平低于门限电平而引起接收在无信号或信号电平低于门限电平而引起接收机机输出信噪比急剧下降时，自动将低放闭锁，使扬输出信噪比急剧下

13、降时，自动将低放闭锁，使扬声器不发声，声器不发声，以保持安静。当信号电平以保持安静。当信号电平高于门限时，高于门限时，再自动解锁，正常接收再自动解锁，正常接收。静噪电路静噪电路双值守电路双值守电路2 2）技术要求）技术要求（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）静噪灵敏度要高。信号消失，静噪灵敏度要高。信号消失，立即立即闭锁；信号出现，闭锁；信号出现，立即立即解锁。解锁。要要防止误动作防止误动作。即在收到脉冲式强干扰时，不解锁。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，静噪电路的接入对其他电路不应有影响，不降低整机不降低整机的灵敏度的灵敏度。静噪电路可视情况接在鉴频器

14、之前或之后，并由静噪电路可视情况接在鉴频器之前或之后，并由面板面板开关控制开关控制。3 3）电路的组成）电路的组成 鉴频器鉴频器静噪开关静噪开关低放低放直流放大直流放大噪声检波噪声检波噪声放大噪声放大噪声提取噪声提取 静噪电路静噪电路 作用：作用： 无信号或信号微弱时，保持工作环境的安宁。无信号或信号微弱时，保持工作环境的安宁。 用用静噪控制键静噪控制键（SQL）控制门限值）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：工作原理： 当无接收信号或信号电平低于门限值时，自动切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，扬声器无声断低

15、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，开当有信号并超过门限值时，自动解锁低功放，开 启扬声器启扬声器2 2双值守电路双值守电路 （1 1）双值守：）双值守：（2 2）原因：）原因：所谓双值守是指利用接收机同时守听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。两个或两个以上的通话频道。由于由于VHFVHF通信业务的原因，船台经常遇到需要同时守通信业务的原因，船台经常遇到需要同时守听多个频道的情况。听多个频道的情况。SOLAS公约明确规定：设置公约明确规定：设置VHF无线电话设备的船舶无线电话设备的船舶电台，电台，在水上时应保持对在水上时应保持对CH16的连续值

16、守的连续值守。（2 2）双值守的实现）双值守的实现：（3 3）在所值守的多个频道中，有优先频道和附加频道之分：）在所值守的多个频道中，有优先频道和附加频道之分：在实际应用中，双值守功能是通在实际应用中，双值守功能是通过特定的自动扫描程序来实现的。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，则扫描程序扫描程序立刻停止立刻停止扫描，锁定接收。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。时间一到，仍须自动切换到优先频道。

17、从设备性能上讲，优先频道和附加频道应可选，从设备性能上讲，优先频道和附加频道应可选，如优先频如优先频道不允许选择，则一定是道不允许选择，则一定是CH16。（4 4）对双值守功能和性能要求：）对双值守功能和性能要求：双值守功能可人工双值守功能可人工启动启动或或关闭关闭。即使已经启动双值守功能，一旦即使已经启动双值守功能，一旦拿下送受话器拿下送受话器，双值守，双值守功能将功能将自动关闭自动关闭；而；而挂上送受话器挂上送受话器，双值守功能又将，双值守功能又将自自动恢复动恢复。执行双值守功能时，发射被禁止。执行双值守功能时，发射被禁止。关闭关闭此功能此功能后，电台自动转到后，电台自动转到附加频道上附加

18、频道上。设备上应有设备上应有独立的功能键独立的功能键，以确保能快速切换到，以确保能快速切换到优先频优先频道上接收道上接收。执行双值守功能时，应能同时执行双值守功能时，应能同时显示显示所值守的所值守的频道号频道号。如在某一频道上收到信号，应能显示相应的频道号。如在某一频道上收到信号，应能显示相应的频道号。4.2.4.2.4 4船用船用VHFVHF天线天线尺寸：尺寸：原因：原因：位置：位置：船用船用VHFVHF设备工作在设备工作在156156MHzMHz174174MHzMHz频率范围，其频率范围，其对应的波长不足对应的波长不足2 2米。米。船用船用VHFVHF设备的天线多采用设备的天线多采用0.

19、50.51.51.5米的鞭状天线。米的鞭状天线。一般固定安装在一般固定安装在驾驶台顶部驾驶台顶部、烟囱顶烟囱顶或或大桅顶大桅顶等等较高位置，以保证能有足够大的通信距离。较高位置，以保证能有足够大的通信距离。4. 4.3 VHF-DSC3 VHF-DSC终端及终端及VHF EPIRBVHF EPIRB4. 4.3.1 VHF-DSC3.1 VHF-DSC作为作为VHFVHF设备的终端，其性能要求、基本组成、信息编码技术设备的终端，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和检纠错技术以及呼叫序列格式与本篇第3 3章中介绍的章中介绍的MF/HF DSCMF/HF DSC

20、设备基本相同。这里只把不同点归纳如下：设备基本相同。这里只把不同点归纳如下：1 1）2 2）3 3）对于对于VHF-DSCVHF-DSC设备的性能，要求：若呼叫设备的性能，要求：若呼叫信道被占用信道被占用，则除遇险呼叫外，本台则除遇险呼叫外，本台其它呼叫自动禁止其它呼叫自动禁止。VHF-DSCVHF-DSC终端输出的终端输出的FSKFSK信号的中心频率仍为信号的中心频率仍为1700 1700 HzHz，频，频偏却为偏却为400Hz400Hz，调制速率为，调制速率为 12001200波特。（波特。（MF/HFMF/HF：速率：速率：100100波特，波特，1700 1700 85 Hz85 Hz

21、。）。）VHF-DSCVHF-DSC终端只能工作在终端只能工作在CH70CH70信道。各种呼叫只能在信道。各种呼叫只能在该信道进行。该信道进行。(4(4） VHF-DSCVHF-DSC呼叫序列格式与呼叫序列格式与MF/HF DSCMF/HF DSC序列格式相同，只是序列格式相同，只是序列格式中的点阵持续时间与呼叫类型没有关系序列格式中的点阵持续时间与呼叫类型没有关系，均为均为20Bit 16.66 ms20Bit 16.66 ms。MF/HFMF/HF与遇险有关的呼叫和所有岸对与遇险有关的呼叫和所有岸对船呼叫点阵持续船呼叫点阵持续200bit200bit 2S2S，而所有呼叫确认（不含遇，而所

22、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），险确认）和所有船对岸呼叫（不含遇险报警和转发），点阵持续时间点阵持续时间为为20Bit 0.2S0.2S. .5)5)6)6)从业务应用的角度讲，从业务应用的角度讲，VHF DSCVHF DSC终端几乎不适合进行终端几乎不适合进行“群呼群呼”和和“海呼海呼”两种格式的呼叫。两种格式的呼叫。VHF-DSCVHF-DSC的二重时间分集技术的时间间隔也为的二重时间分集技术的时间间隔也为 4 4 个字节，个字节，但由于其调制速率为但由于其调制速率为 12001200波特，故每一码元占时波特，故每一码元占时 0.833 ms0.833 m

23、s，每一字节占时，每一字节占时8.33 ms8.33 ms ，则分集时间为，则分集时间为 33.33 ms33.33 ms 。VHF-DSC与MF/HF-DSC的的不同点 ：MF/HF-DSCVHF-DSCFSK信号1700Hz85Hz（移频范围170Hz）1700Hz400Hz（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)每字节占每字节占100ms100ms每字节占每字节占8.33ms8.33ms4. 4.3.2 VHF EPIRB3.2 VHF EPIRB1.1.概述概述1)1)2)2)按按GM

24、DSS 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

25、，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，并由，并由RCCRCC及时采取有效及时采取有效的搜救措施。的搜救措施。2. VHF EPIRB2. VHF EPIRB的主要技术指标：的主要技术指标：工作频率工作频率: : 频率容限：频率容限：输出功率输出功率: : CH70(156.525 MHz)CH70(156.525 MHz)小于小于10101010-6-6即瞬时频率偏离标称频率的最大值为频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。率

26、容限，一般用相对值表示。 100 mW100 mW入水后必须能自动浮起并在浮起时自动启动，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。也可人工启动。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 GPS 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