第4章船用VHF通信设备

话筒
AC DC
DSC终端
打印机
船用VHF设备基本组成
4.VHF-DSC值守机： 一个单通道接收机，可使用独立的接收天线，也可与 VHF收发机共用同一天线。
5.电源： 外接电源可以是110V或220V交流电，也可使用直流 24V供电。
4.1.1 VHF通信的基本原理
1.采用调频（FM）体制。 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。
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
显示器 扬声器 面板单元
话筒
DSC终端
2．各组成部分的主要作用 1）双工器 作用： 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。
位置： 双工器连接在天线、发射机和双工工作的接收机之 间。
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
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： 调制音频的频带应限于3000Hz以下。
4. 发射机辐射带宽： 指占总辐射能量99%的信号频谱宽度。
因为： 允许频偏△fmax为±5kHz，最高调制频率Fmax为 3kHz，
所以： 发射机最大辐射带宽为： Bmax = 2 (Fmax+△fmax) = 2(3 kHz +5kHz ) = 16 kHz
船用VHF通信设备
1） 工作在156～174MHz频率范围，主要用于近距离通信， 是GMDSS中A1海区的主要通信设备。
2) 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。
3.符合GMDSS要求的VHF设备，应同时具有无线电话通信功能 和DSC通信功能。
DSC值守机
电源
VHF 收发机
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
5.灵敏度：
船用VHF接收机的灵敏度应优于1μV。
4.2.3 VHF设备中的特殊电路
包括：静噪电路 和 双值守电路 。
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。
扫描程序立刻停止扫描，锁定接收。
② 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。
③ 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： ① 双值守功能可人工启动或关闭。
② 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。
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。
4.2.2 VHF设备的主要性能指标
1. 发射功率 ①衡量方式： 通常用载波功率来衡量。 ②载波功率 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。
2. 频率偏差 定义： 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
• 5．信号占用的频带宽
Bfm=2(mf+1)Fmax=2(△fmax+Fmax)》Bam
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。
4.1.3 VHF通信工作种类和方式
1．工作种类 1） 调频（调相）单路无线电话，用F3E（G3E）表示。 2）
利用副载波调制的单路调频（调相）自动接收报，用F2B （G2B）表示。
2）技术要求 （1） 静噪灵敏度要高。信号消失，立即闭锁；信号出现，
立即解锁。
（2）要防止误动作。即在收到脉冲式强干扰时，不解锁。
（3） 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。
（4）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。
2．双值守电路 （1）双值守： 所谓双值守是指利用接收机同时守听
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。
4.1.4 VHF频道的划分和使用
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。
4. “预加重”和“去加重”技术 1）鉴频：
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。
2）噪声与“预加重”和去加重”技术：
鉴频器输出的噪声随频率的升高而增大，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 效果。为此，在VHF设备中，广泛采用了“预加重” 和“去加重”技术。
弹簧 绝缘体
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。
2. 调频波为等幅变频波。
调频波的旁频分量，理论上为无穷多个，故其理论带宽 为无穷大。 因此，在工程上必须根据需要进行取舍。
3.调频方法
1）直接调频法： 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 泛采用变容管晶体振荡器来实现直接调频。
2）间接调频法： 利用调相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 而改变。
3）“预加重”— 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 较为均匀的信噪比，从而提高其抗干扰性 能。
4）“去加重”— 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。
5）优点—
此技术简单易行，既提高了VHF通信的抗干扰 性能，又不会导致信号失真。
4.1.2 VHF通信的特点
两个或两个以上的通话频道。 （2）原因： ① 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。
② 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： 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。
（3）在所值守的多个频道中，有优先频道和附加频道之分： ① 启动双值守程序后，一旦在优先频道上检测到信号，则
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。
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
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。
（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）
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。 （2） 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。
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。