第1章緒論1.1通信系統的概念1.2無線電波的傳播特性1.3無線電波的頻段劃分1.4調制的通信系統1.5本課程的主要內容無線電通信發展簡史三個里程碑：①1907Leedeforest發明電子三極管②1948W.Shockley發明晶體三極管③60年代集成電路、數字電路的出現原始手段烽火、旗語有線通信電報（1837Morse）電話（1876Bell）無線通信電磁波的存在1864Maxwell（理論）1887Hertz（實踐）信號源發送設備信道接收設備收信裝置

通信系統——傳輸信息的系統噪聲源1.1通信系統的概念信號源

在實際的通信電子電路中傳輸的是各種電信號,為此就需要將各種形式的信息轉變成電信號。常見的信號源：話筒攝像機各種傳感器件發送設備

發送設備的作用：將基帶信號變換成適合信道的傳輸特性的信號。

對基帶信號進行變換的原因：由于要傳輸的信息種類多樣，其對應的基帶信號特性各異，這些基帶信號往往并不適合信道的直接傳輸。信道

信號從發射到接收之間要經過傳輸信道，傳輸信道又稱傳輸媒質。不同的傳輸信道有不同的傳輸特性，如電纜、光纜、無線電波……

根據傳輸媒質的不同，通信系統可以分為兩大類：

有線通信：雙絞線、同軸電纜、光纖

無線通信：自由空間接收設備

接收設備的作用：接收傳送過來的信號，并進行處理，以恢復發送端的基帶信號。

對接收設備的要求：由于信號在傳輸和恢復的過程中存在著干擾和失真，接收設備要盡量減少這種失真。收信裝置

收信裝置：將接收設備輸出的電信號變換成原來形式信號的裝置，如還原聲音的喇叭，恢復圖像的顯像管等。第2章無線電波的傳播2.1.1無線電波的產生：——高頻電流在天線流動會在其周圍產生交變的磁場，在空間中交變磁場再產生交變的電場，交變的電場再產生交變的磁場。這樣在空間中交變的電磁場不斷交替變化，波動傳播，從而形成了無線電波。——實質上，無線電波就是由隨時間變化的電場和隨時間變化的磁場所構成，它通過空間從一個區域傳播到另一個區域，這種傳播不需要任何介質。2.1電波輻射與傳播在實際的無線電通信中，首先由發送設備產生一定功率、含有所要傳遞信息的高頻交變電流信號，然后通過其自身的發射天線產生向外輻射的電磁波。這種含有信息的電磁波信號傳播到接收端后，由接收設備接收處理，還原出發射端傳遞的有用信息，從而依靠無線電波實現信息的無線傳輸。2.1.2無線電傳播的速度：——近似光速——Ｃ＝３x10８m/s2.1.3頻率、周期、波長的定義頻率（FREQUENCY）：–定義：電波在單位時間（１Ｓ）內幅值大小與方向周期性變化的次數。–符號：Ｆ–單位：赫茲（Hz）千赫茲（KHz）兆赫茲（MHz）G赫茲（GHz）–換算關系：1000Hz=1KHz；1000KHz=1MHz；1000MHz=1GHz周期：–定義：電波幅值大小與方向變化一次所用的時間。–符號：T–單位：秒（s）、毫秒ms）、微秒（ms）–換算關系：1秒（s）=1000毫秒（ms）；1毫秒（ms）=1000微秒（ms）。波長：–定義：電波在一個周期內傳播的距離；–符號：λ；–單位：米（m）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）–換算關系：1米（m）=10分米（dm）；1分米（dm）=10厘米（cm）；1厘米（cm）=10毫米（mm）；１、T=1/F２、λ=V/F=3x108/F兩個關系式1.2無線電波波段的劃分不同頻率電波產生、放大和接收方法不太一樣，傳播特點更不相同。無線電波按波長的不同劃分為超長波、長波、中波、短波、超短波（米波）和微波（包括分米波、厘米波、毫米波）等。如按頻率的不同，可劃分為甚低頻、低頻、中頻、高頻、甚高頻、特高頻、超高頻和極高頻等頻段。波段（頻段）符號波長范圍頻率范圍應用范圍超長波（甚低頻）VLF100000～10000m3～30KHz音頻、電話、數據終端長波（低頻）LF10000～1000m30～300KHz電力線通信、海上導航中波（中頻）MF1000～100m300KHz～3MHzAM廣播、業余無線電短波（高頻）HF100～10m3～30MHz短波廣播、業余無線電超短波（甚高頻）VHF10～1m30～300MHzFM廣播、電視、導航、移動通信分米波（特高頻）UHF1～0.1m300～3000MHzTV、遙控遙測、雷達、移動通信厘米波（超高頻）SHF10～1cm3～30GHz微波通信、衛星通信、雷達毫米波（極高頻）EHF10～1mm30～300GHz穿入大氣層時的通信表1-1無線電波的波（頻）段劃分表無線電波頻率的劃分——中頻（MF）：415—4000KHz其中，中頻I（MFI）415-530KHz中頻II（MFII）2MHz——高頻（HF）：4000--27500KHz——海上高頻分波段：CCIR指定4、6、8、12、16、18、22、25MHz，為海上移動通信使用的頻段。——甚高頻（VHF）：156-174MHz地面通信使用的頻段——信道與頻率（CHANNEL&FREQUENCY):單工信道:SIMPLEXCHANNEL;多用于船到船通信,及重要通信;

雙工信道:DUPLEXCHANNEL;多用于船到岸通信——分工作類型指定：RT、ＮBDP(TELEX）、DSC等——例如:無線電傳通信的828信道，對應的岸臺的發射頻率(即船接收頻率)是8430.0KHz;岸臺的接收頻率(即船發射頻率）是8390.0KHz。地面通信使用的頻段國內一般中波廣播的波段為535KHz～1605KHz，短波廣播的波段為2～24MHz，調頻廣播的波段為88～108MHz。1.3無線電播的傳播特性

1.繞射：頻率1.5MHz以下的中、長波。

2.電離層的反射和折射電離層通信穩定性較差。短波無線電是利用電離層反射的最佳波段。

3.直射：頻率在30MHz以上的超短波和微波。2.1.3無線電波的傳播途徑和特點無線電波的傳播路徑：1.地波傳播2.空間傳播3.電離層波傳播1.地波——電波沿地球表面以繞射的形式傳播，它可以繞過彎曲的地球表面和障礙物，從發射端到達接收端。衰減：波長越長，損耗越小；波長越小，損耗越大。地面電性能參數和地形地物隨時間變化不大，所以地波傳播比較穩定和可靠。地波傳播2.空間波:無線電在空間直線傳播，或經地面反射傳播，或經衛星中繼傳播，從發射端到達接收端。電離層——大氣層由于太陽紫外線的輻射，氣體分子被電離，形成正負離子和自由電子組成的電離層。——距地面高度為50到300km。——隨高度不同電離層電離程度不同，形成不同的濃度。大致分為D、E、F1、F2層。——電波在穿越電離層時，會受到吸收和衰減。吸收和衰減大小與頻率和電離層的濃度有關。——D層和E層變化最有規律中午濃度最強，晚上D層消逝。——F層在白天分為兩層，F1和F2。F1層在晚上消逝。——晚上只剩E層和F2層。3.電離層波——天波天波（主要是短波和夜間的中波）——要求發射電波頻率介于?min和?max之間。電波低于?min，將被電離層吸收電波高于?max，將穿透電離層2.2各波段電波傳播特點僅以地波傳播各波段電波傳播特點——長波和超長波傳播主要缺點1.地波對其它收信臺干擾大；2.易受天電干擾,尤其是在雷雨的夏季；3.收發設備笨重,需要龐大的天線.?應用:臺卡、歐美伽等無線導航系統。2.中波（中頻）的傳播特點——波長：1km-100m;——頻率：300-3000kHz;傳播特點：——白天靠地波.因為中波穿過D層時,受到強烈的吸收。——夜間靠地波和天波.吸收中波的D層消失,由E層反射。——白天傳播200海里;晚上傳播400海里。——有衰落現象。接收機須加AGC控制線路。各波段電波傳播特點3、短波（高頻）傳播特點——波長為100~10m;頻率為3~30MHz。

傳播特點：——主要靠天波來傳播。地波傳播距離一般不超過100Km（繞射能力差，被地面吸收）；——白天頻率越高，傳輸距離越遠；頻率越高,衰減越小;——晚上通信要選用低一些的頻率通信。原因…——天波傳播時可借助于電離層進行一次或多次反射,實現遠距離通信。——多路徑傳播的原因，可引起衰落性干擾；電離層波動，信號傳輸不穩。各波段電波傳播特點——存在寂靜區——啞區Tr1r2寂靜區4.超短波（VHF）和微波的傳播特點——頻率:30MHz以上;波長:10M以下。

傳播特點：——主要靠空間波傳播。原因：地波…;天波…——傳播距離一般僅有幾十海里。天線絕對高度(距海平面的高度)為幾十米時,VHF通信距離30-50海里。用微波接力或衛星中繼來實現遠距離傳播在主要航線上不同海區和國內主要海岸電臺通信使用的頻段所在海區白天最佳頻段夜間最佳頻段印度洋16MHz、22MHz8MHz、12MHz紅海16MHz、22MHz8MHz、12MHz地中海西部16MHz（1530LT左右）8MHz、12MHz12MHz（1630LT左右）大西洋東部12MHz（1630LT左右）8MHz、12MHz1.4調制的通信系統1.什么是調制?

任何一個正弦波都有三個參數：幅度、頻率和相位。調制，就是使這三個參數中的某一個隨調制信號大小而線性變化的過程，分別稱為幅度調制、頻率調制或相位調制。

2.無線電如何將聲音傳送到遠方？

首先把聲音變成電信號，然后把這種低頻電信號裝載到高頻電振蕩上(即調制)，通過與高頻電振蕩波長相當的天線把信號有效的輻射出去。

3.為什么要調制？

從切實可行的天線出發；

多路復用.為什么要使用調制?——聲波在空氣中傳播慢，約為340m/s，衰減快，不會傳播很遠。——交流信號要有效輻射，天線的尺寸應和波長相比擬。天線長度≈λ，λ＝Ｃ／Ｆ——音頻Ｆ=300~3000Hz,λ=1000~100KM2.3.2調制與解調4.什么是解調？

在接收信號的一方（接收端），從收到的已調信號中把調制信號恢復出來。調幅波的解調叫“檢波”，調頻波的解調叫“鑒頻”，解調是其統稱。

5.無線電調幅廣播發送和接收設備框圖（1）調幅發射機組成框圖

（2）調幅接收機組成框圖

接收設備接收的信號特點：

①信號頻率高；②信號功率微弱；③多個信號同時出現在接收端。

缺點：對于不同的頻率，接收機的靈敏度（接收弱信號的能力）和選擇性（區分不同電臺的能力）變換較劇烈。電磁波接收天線接收的信號640KHz870KHz1MHzf…………直接放大式接收機框圖

超外差接收機組成框圖

接收到的不同載頻的微弱高頻已調信號變成統一的中頻已調信號，再進行中頻放大。混頻器是超外差式接收機的核心。我國規定中頻頻率：調幅廣播465KHz；調頻廣播10.7MHz。1.1GMDSS基本概念和功能1.2GMDSS的組成及船載設備配備要求1.1GMDSS基本概念和功能

1.1.1GMDSS的產生與發展

1）歷史回顧

2）GMDSS實施之前主要報警方式

3）原系統具有的局限性GMDSS實施之前救生艇電臺救生艇電臺打開救生艇電臺電鍵①主要工作在中頻和甚高頻波段，通信距離有限；②主要采用莫爾斯電報；③遇險報警信息手動輸入；④盡管也配備了高頻（HF）設備，但短波傳播不穩定；⑤在GMDSS實施之前，國際間缺少一個合理的、統一的搜救程序。⑥原海上通信系統中以電報通信為主。原系統是以船救船為主要救助方式原系統具有的局限性一般在150海里以內需要專門訓練的無線電通信人員存在著許多的人為因素限制了國際間的廣泛搜救協作方式單一、效率低下、可靠性差不可靠4）GMDSS產生：IMO于1979年4月在德國漢堡通過了

。宗旨：①

；

② 。

為了有效地實施《國際海上搜尋救助公約》，必須建立一個服從于《1979年國際海上搜尋救助公約》的綜合通信系統,即：《國際海上搜尋救助公約》沿岸國家在本國責任海域內負有搜救責任各有關國家應就海難救助活動進行協調GMDSS。5）與GMDSS相關的公約、規則及組織：

①ITU制定的《無線電規則》

一套共冊。主要圍繞以下基本內容：標明在每一個頻段上業務劃分情況、無線電業務的定義和關系保障各成員國使用無線電頻率和軌道資源的權利和義務凡是符合《規則》要求的頻率，均可記錄到登記總表，獲得國際的認可與保護三方面4A．無線電頻率劃分規定；

B．

一系列規則程序、技術和操作要求；

C．

國際頻率登記總表。②

國際海事組織，即IMO：③

1974年SOLAS公約

1988修正案。④《國際海上搜尋救助公約》，簡稱SAR公約，1979年4月在德國漢堡通過。IntergovernmentalMaritimeOrganization它是聯合國下屬的機構。1948年國際上通過了設置IMCO的公約議案，1958年正式成立，并于1983年改名為IMO。InternationalConventiononMaritimeSearchandRescue,19791.1.2GMDSS的功能遇險報警，三個方向；搜救協調通信；救助現場通信；救助現場尋位；海上安全信息（MSI）的播發與接收；快捷高效的常規通信；駕駛臺對駕駛臺通信；船對岸、船對船、岸對船1．2．3．4．5．6.7.1.1.2GMDSS的功能海上安全信息（MSI），的播發與接收：NAVTEX系統；EGC系統，即增強群呼系統；HFNBDP輔助系統，即高頻無線電傳系統。5.HighFrequencyNarrowBandDirectPrintingEnhancedGroupCallNavigationalTelexMaritimeSafetyInformationGMDSS強制系統1.1.3GMDSS的海區及船用報警設備

1）A1海區1．GMDSS的海區：SOLAS-1974公約1988年修正案規定，每一公約船應按其所工作的配備相應的無線電設備。海區以無線電作用范圍定義距離來劃分海區。——系指至少由一個具有連續報警能力的 海岸電臺的電波所覆蓋的區域，一般指距岸25海里的海域范圍。DSC甚高頻（VHF）2）A2海區——指除海區以外，至少由一個具有連續報警能力的海岸電臺電波所覆蓋的海域，一般指距岸25-150海里的海域范圍。DSC中頻（MF）A13）A3海區——指除和海區以外，由具有連續報警能力的對地靜止衛星所覆蓋的區域。76°S-76°N之間的海域，但不包括A1、A2海域。INMARSATA1A24）A4海區——指

、

和

海區以外的區域。A1A2A3GMDSS的四個海區是互不重疊的，并且以岸基為參照，以電波覆蓋的有效范圍為標準，因此海區的概念是相對的。

海區示意圖特點：思考：3個箭頭處是什么海區？海區與報警手段的關系2.各海區岸基實施的安排A1區：各國應值守的、無線電話。A2區：各國應在其所轄設立足夠的海岸電臺連續值守，并通過系統提供海上安全信息。A3和A4:由IMO和INMARSAT統一規劃和管理。其中，A3海區的遇險報警與常規通信主要由系統承擔，并通過系統提供海上安全信息業務。A4海區的報警與通信主要是靠實現的，同時通過輔助系統提供海上安全信息業務。VHFCH70DSCVHFCH16MF2187.5kHzNAVTEXINMARSATEGC短波（HF）HFNBDP3．船舶在各海區使用的報警設備

A1區的船舶：

CH70的DSC船對船、船對岸報警。

A2區的船舶：

CH70的DSC或MF2187.5kHzDSC船對船的報警。

MF2187.5kHz的DSC船對岸的報警。A3區的船舶：

CH70的DSC或MF2187.5kHz的DSC船對船的報警。

INMARSAT船站或HFDSC的船對岸的報警。A4區的船舶：

CH70的DSC或MF2187.5kHz的DSC船對船的報警。 HFDSC船對岸的報警。對于以上船對岸報警的第二種手段都可以采用COSPAS-SARSAT的406MHzEPIRB，或VHFEPIRB（僅限A1海區）。1.2GMDSS的組成及船載設備配備要求

1.2.1GMDSS的組成

地面通信系統衛星通信系統①MF／HF通信設備，其中包括單邊帶無線電話、DSC、NBDP、DSC值守接收機；1.2.1.1地面通信系統SRG-1150D/1250D②VHF通信設備，其中包括VHF無線電話、DSC、DSC值守接收機；地面通信系統STR-580D③NAVTEX接收機；地面通信系統SNX-200④搜救雷達應答器(SART)；地面通信系統TRONSART⑤VHFCH70應急無線電示位標(VHFEPIRB)；地面通信系統⑥便攜式VHF雙向無線電話設備。地面通信系統Inmarsat簡介：國際海事衛星組織（Inmarsat）成立于1979年，是一個運營全球衛星移動通信的國際合作組織，它通過衛星提供海事救援、安全通信和商業通信。1982年Inmarsat系統正式開始投入運行。海事衛星通信系統業務擴展海、陸、空后更名為國際移動衛星通信系統。衛星通信系統包括Inmarsat和COSPAS-SARSATCOSPAS-SARSAT簡介：COSPAS-SARSAT系統是一個國際間聯合衛星搜救定位系統，該系統用于陸、海、空遇險事件的搜救業務，并向全球開放。遇險目標可利用其自身攜帶的衛星應急示位標（EPIRB）自動或人工啟動發射遇險報警信號，該系統根據收到的報警信號可迅速地確定出遇險目標的位置，從而進行及時有效的救助。

衛星通信系統①Inmarsat—C船站，一般具有EGC接收功能；衛星通信系統衛星通信系統②Inmarsat—B船站；③Inmarsat—F船站；衛星通信系統④COSPAS-SARSAT系統的EPIRB，通