目录

  • 1 第一章  船舶导航系统
    • 1.1 第一节 综合驾驶台系统
      • 1.1.1 作业
    • 1.2 第二节 船舶导航雷达
      • 1.2.1 船用雷达
      • 1.2.2 作业
    • 1.3 第三节 船载GPS卫星导航仪
      • 1.3.1 GPS定位系统
        • 1.3.1.1 作业
    • 1.4 第四节 北斗定位系统
    • 1.5 第五节 AIS 自动识别系统
      • 1.5.1 船载自动识别系统(AIS)原理及应用
      • 1.5.2 作业
    • 1.6 第六节 船用陀螺罗经
      • 1.6.1 陀螺罗经知识点总结
      • 1.6.2 作业
    • 1.7 第七节 船用测深仪
      • 1.7.1 测深仪使用
      • 1.7.2 作业
    • 1.8 第八节 船用计程仪
      • 1.8.1 计程仪知识点总结
      • 1.8.2 作业
    • 1.9 第九节 船载航行数据记录仪
      • 1.9.1 CCS-VDR检验规范
      • 1.9.2 VDR
      • 1.9.3 知识点总结
      • 1.9.4 作业
    • 1.10 第十节 LRIT
      • 1.10.1 LRIT系统
      • 1.10.2 作业
  • 2 第二章 船舶通信系统
    • 2.1 第一节 无线电基础知识
      • 2.1.1 信号调制解调电路
      • 2.1.2 作业
    • 2.2 第二节 船舶通信概述
      • 2.2.1 作业
    • 2.3 第三节 GMDSS概述
      • 2.3.1 作业
    • 2.4 第四节 Inmarsat通信系统
      • 2.4.1 作业
    • 2.5 第五节 MF/HF组合电台
      • 2.5.1 作业
    • 2.6 第六节 船用VHF通信设备
      • 2.6.1 作业
    • 2.7 第七节 NAVTEX与气象传真机
      • 2.7.1 NAVTEX简介及应用
      • 2.7.2 气象传真机
      • 2.7.3 作业
    • 2.8 第八节 卫星EPIRB与SART
      • 2.8.1 作业
    • 2.9 第九节 船舶通信天线
      • 2.9.1 作业
    • 2.10 第十节 GMDSS备用电源
      • 2.10.1 作业
    • 2.11 第十一节 船舶内部通信系统
      • 2.11.1 作业
    • 2.12 铱星通信
      • 2.12.1 作业
    • 2.13 第十二节  船舶电台
      • 2.13.1 作业
  • 3 简述题部分
    • 3.1 导航部分
    • 3.2 通信部分
  • 4 实训部分
    • 4.1 实训项目一  雷达维护与保养
      • 4.1.1 1.雷达主要部件与元件识别
      • 4.1.2 2.雷达基本电路参数测量
      • 4.1.3 3.雷达测距、测方位原理及误差校准
      • 4.1.4 4.雷达故障的判断
      • 4.1.5 5.雷达的保养
    • 4.2 实训项目二GPS导航仪信号的连接
      • 4.2.1 1.GPS接收机的基本组成
      • 4.2.2 2.GPS导航仪的启动与功能
      • 4.2.3 3.GPS接口设置
      • 4.2.4 4.GPS与其他设备的连接
    • 4.3 实训项目三 AIS 船载设备的维护与保养
      • 4.3.1 1.AIS 船裁设备的维护
      • 4.3.2 2.AIS 船载设备的测试
    • 4.4 项目四  典型罗经的维护与保养
      • 4.4.1 1.陀螺罗经的使用
      • 4.4.2 2.陀螺罗经故障排除
      • 4.4.3 3.陀螺罗经传向故障判断
      • 4.4.4 4.陀螺罗经指向不稳的故障分类与分析
    • 4.5 实训项目五 Inmarsat-C站的维护与检测
      • 4.5.1 1.C 站日常维护与要求
      • 4.5.2 2.C 站通信基本操作
      • 4.5.3 3.C 站的测试
      • 4.5.4 4.C 站常见故障处理
      • 4.5.5 5.正确查看或修改船位信息
    • 4.6 实训项目六 Inmarsat-F站的维护与检测
      • 4.6.1 1.F 站日常维护与常见故障处理
      • 4.6.2 2.F 站电话通信基本操作
      • 4.6.3 3.F 站的遇险电话测试
    • 4.7 实训项目七 MF/HF无线电设备的维护与检测
      • 4.7.1 1.MF/HF 设备和 MF/HF 天线的维护与保养
      • 4.7.2 2.电源控制板的检测与供电转换
      • 4.7.3 3.DSC 的检测
      • 4.7.4 4.NBDP 通信基本操作、NBDP 线路测试
    • 4.8 实训项目八 VHF设备的维护与检测
      • 4.8.1 1.VHF设备的日常维护与要求、天线的维护与保养
      • 4.8.2 2.正确查看或修改船位信息
      • 4.8.3 3.DSC的自测试
    • 4.9 实训项目九 NAVTEX接收机与气象传真接收机的日常维护与检测
      • 4.9.1 1.NAVTEX设备的自检和日常维护
      • 4.9.2 2.气象传真接收机的自检与日常维护
    • 4.10 实训项目十 SART的日常维护与检测
      • 4.10.1 1.SART 的日常维护和保养要求
      • 4.10.2 2.SART 的测试
    • 4.11 实训项目十一 EPIRB设备的日常维护与检测
      • 4.11.1 1.EPIRB的日常维护和保养要求
      • 4.11.2 2.EPIRB的自测试
第一节 无线电基础知识

一、无线电通信的概述

(一)无线电通信的基本概念

通信是推动人类社会文明,进步与发展的巨大动力。所谓通信,就是采取一定的方法,例如驿送、信鸽、烽烟、电信号等,从一地到另一地进行消息传递。在各种通信中,目前应用最为广泛的方法是采用无线电进行信息传递。无线电通信就是利用无线电波在一定的空间范围内进行话音﹑数据、文字和图像等信息的传输。无线电通信是一种现代化的通信手段,广泛地应用于航海、航空,导航、广播电视、气象、国防装备等领域。无线电通信以其独特的性能、广泛的用途和无可替代的工作方式,在促进航运发展、保障航运安全等方面发挥着越来越重要的作用。

实践中,无线电信号可以表达的信息种类多种多样,如符号、文字、语音﹑图像等。按照信息状态是否随时间变化的特性可分为模拟信息和数字信息两类。

模拟信息的状态是随时间连续变化的,如语音的强弱变化,图像亮度和色度的变化都是连续的。若将模拟信息变换成电信号,该电信号的强弱也做相应的、连续的变化,传输这种连续电信号的通信称为模拟通信。模拟通信系统对各种噪声干扰不易有效消除,即抗干扰能力较差,且很难做到保密通信,但该系统的设备组成较简单。在全球海上遇险与安全系统( CGlobalMaritime Distress and Safety System , GMDSS)中,中频(Medium Frequency ,MF) ,高频(High Fre-quency , HF)和甚高频( Very High Frequency , VHF)无线电话通信系统属于模拟通信系统。

数字信息的状态是不随时间的变化而连续变化的,即在时间特性(时域)上状态的变化是离散的。离散变化的状态可用二进制的数字来表示,这种传输数字信息的通信就是数字通信。对于在时间上连续变化的信息,如语音,图像等也可通过采样量化变成离散的状态,再编码成数字信息进行传输,在接收端还原成连续变化的信息,从而实现数字化通信。数字通信系统具有很强的抗干扰能力和检纠错能力,通信质量高,而且在系统中可采用各种规律的密码进行加密,使通信具有较高的保密性。同时,它还可与计算机系统相结合构建各种形式的数字通信网,实现快捷、高效的信息传递与交换。目前,数字通信技术已得到了广泛的应用。在GMDSS中,窄带直接印字电报(Narrow Band Direct Printing, NBDP) ,数字选择性呼叫( Digital SelectiveCall , DSC)系统以及国际海事卫星( International Maritime Satellite , Inmarsat )的C,FB系统等都属于数字通信系统。

(二)无线电通信系统的基本构成

如前所示,通信的目的就是传递信息。虽然信息具有不同的形式,但都可以利用现代化技术把它们变换成电信号从一个地方传递到另一个地方,从而实现通信。一个完整的通信系统应包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信息宿五个基本部分,此外还存在着各种噪声作用于系统。通信系统的基本模型如图 3-1-1所示。

1.信息源

信息源或称信源,就是信息的来源,从信息源而来的信息都是系统所要传递的对象,如语音、文字,图像和数据等。

2.发送设备

发送设备本质上是一种变换器,它把从信源送来的信息变换成电信号,并再对这种电信号进一步转换,使其变成适合相应系统信道所能传递的电信号,该电信号携带源信息。例如在海上无线电话通信中,话筒或称送话器(麦克)就是将语音变换成幅度与之对应变化的电话信号,然后再经发射机进一步将其转换(调制)到指定的频率上发射出去。

3.信道

信道就是信号传输的通道或称传输的媒介,它可以是有线的(如电缆),也可以是无线的(如利用空间传播的电磁波)。信道的选择要根据系统的需要而定,而且信道传输性能的好坏直接影响着通信质量。

4.接收设备

接收设备相对于发射设备而言就是一种反变换器,它的作用就是将发射端传送来的电信号经过转换,恢复出源信号。例如海上无线电话通信就是利用接收机对收到的信号进行变换(解调),从而获得源信号,再送到扬声器或耳机发出声音,实现语音传递。

5.信息宿

信息宿或称信宿,是指语音,图像和文字等信息的归宿,它是信息的接收者。信宿可以是人或机器,例如人听到通信系统传递来的声音或看到图像,机器或仪表接收数据或指令等。

利用无线电波传输信息的系统称为无线电通信系统,无线电通信充分利用了不同波段无线电波传播的特性,实现了在不同范围内的信息传递。

二,无线电波的形成与频段的划分

(一)无线电波的形成

根据电磁场理论,电荷的周围存在着电场,当电荷做定向运动时产生电流,在电流周围又会产生磁场。若电流的大小和方向随时间变化时,将会在其周围空间产生交替变化的电磁场,当这种交替变化的频率足够高时,交替变化的电磁场将会摆脱电流的束缚向空间辐射,从而形成电磁波,即无线电波。实质上,无线电波就是由随时间变化的电场和随时间变化的磁场所构成,它可通过空间从一个区域传播到另一个区域,这种传播不依赖于任何媒质。

在实际的无线电通信中,首先由发送设备产生一定功率、含有所要传递信息的高频交变电流信号,然后通过其自身的发射天线产生向外辐射的电磁波。这种含有信息的电磁波信号传播到接收端后,由接收设备接收处理,还原出发射端传递来的有用信息,从而依靠无线电波实现信息的无线传输。

(二)无线电波波段的划分

无线电波的频率范围很宽,按照不同范围频率的特点可划分为多个频段,或称波段。波段的划分既可按频率划分,也可按波长划分。表3-1-1列出了不同波段的名称、相应的波长和频率范围。

无线电波在自由空间传播的速度v=3×103m/s,电波在一个周期T内的传播距离称为波长,通常用入表示,单位是米(m);f表示频率,单位是赫兹(Hz),它与周期T互为倒数,周期T的单位是秒(s)。这些物理量之间的关系可用下式表示:

由于v是常量,所以已知f和入两者之一,就可求出另一个量。在工程上,有时将波长50~200 m,即对应频率6 000~1 500 kHz的电波称为中短波,或称为中高频,这段频率的电波介于中波波段的上端和短波波段的下端之间。

在GMDSS中 ,地面通信系统主要工作在MF ,HF 、VHF波段,其中MF/HF波段的发射范围是1.6~27.5 MHz,VHF波段的范围是156~174 MHz;卫星通信系统工作于微波波段,如Inmarsat系统工作于1.5~1.6 GHz和4~6 GHz的波段。

在航海应用中,雷达主要工作在超高频上,包括X(9 200 ~ 9 500 MHz)和S( 2 900 ~-3 100 MHz)两个波段,波长分别为3 cm和 10 cm。因此,航海人员通常称上述两种设备为3 cm雷达和10 cm雷达。而GPS 卫星传送两种频率的载波,即LI载波(频率为1 575.42 MHz,对应C/A码)和L2载波(频率为1227.60 MHz,对应C/A码和Р码) ,这两个载波同属于特高频波段。


三、无线电波传播的主要方式

不同波段的无线电波具有不同的传播特性。依据频率高低的不同,无线电波从发射点到接收点主要有三种途径:地波传播、空间波传播、天波传播和电离层波传播。

(一)地波传播

地波传播是指电波沿地球表面以绕射的形式传播,它可以绕过弯曲的地球表面或障碍物,从发射端到达接收端。通常波长越长,绕射距离越远,这是因为只有无线电波的波长与障碍物尺寸相比拟时才能发生绕射现象。由图3-1-2可以看出,由于地球曲率的存在,发射点T与接收点R之间具有等效高度为h的障碍物,若TR两点距离越远,h就越高,则要求产生绕射电波的波长就越长。所以只有长波,超长波和极长波可沿地球表面传播几千甚至几万千米,中波可以沿地面传播几百千米,短波沿地面传播一般不超过100 km。这里给出的数量仅是粗略的范围,具体的传播距离还取决于实际发射时电波的波长和功率、天线的尺寸,以及地球表面电性能参数等复杂因素。超短波和微波由于波长很短,所以它们一般不能沿地球表面以绕射形式向较远的距离传播。

由于地球表面不是理想导体,所以无线电波沿地球表面传播将产生损耗,即地面对电波有吸收衰减:波长越长,损耗越小;波长越短,损耗越大。另外,地下矿藏等也会对地波传播造成影响。

(二)空间波传播

空间波是指无线电波在空间直线传播,或经地面反射传播,或经卫星中继传播,从发射端到达接收端。接收点的信号也可以是地面反射波和空间直射波的合成,如图3-1-3所示。


空间波主要是直射传播。在发射功率一定的情况下,收发天线的高度越高,视距就越大,电波传播距离也越远。当收发距离超出视距时,由于地球曲率或障碍物的存在,空间波将被阻挡,接收端收不到信号,因此,空间波传播的最远距离就是视距。对于短波及波长更长的中波和长波一般不能直射传播,而只有超短波和微波才能以空间波形式传播,但受视距的限制传播距离较近。为了实现远距离的传播,可采用微波接力传输或卫星中继传输。

(三)天波传播和电离层

电波由发射天线发出经电离层反射到达接收天线,或电波经电离层和地面的多次反射从发射端到达接收端的传播方式,称为天波(或电离层波)传播。这种传播方式如图3-1-4所示,不难看出天波的传播距离较远,适合应用于远距离的通信。

1.电离层的形成及其结构

地球表面大气层具有一定的厚度,由于受太阳紫外线和X射线的照射,大气层中一部分气体的分子将发生电离,从而产生带电的离子和自由电子,这些含有带电粒子的气体就形成了电离层。电离层存在于距地面高度约为60~300 km的区域,在这个区域内,随其高度不同,气体分子电离的程度也不同。此外,气体电离的程度也随白天,黑夜和季节的变化而变化。一般认为,电离层可分为D层、E层和F层,F层又可分为F1层和F2层,其中对电波传播有显著作用的电离层是E层和F层。电离层的基本构成如图3-1-4所示。

太阳光线照射的强弱变化将会导致电离层发生变化。D层会在白天出现,夜间消失。F层在夏季的白天分为两层,较低的一层称为F1层,较高的一层称为F2层,其中F1层的变化规律和D层一样,白天存在,夜间消失。

2.天波的反射与衰减

天波是通过电离层反射进行传播的,但并不是所有波段的电波均能通过电离层的反射进

行传播。电离层是由一些游离的带电离子,自由电子和分子组成。当电波进入电离层后,游离的电子在电场的作用下将产生振荡运动,做振荡运动的自由电子不可避免地要与分子或离子碰撞,将其从电场中获得的能量传给离子,从而将电波的一部分能量转变为热能,导致电波在电离层中衰减,这种衰减也称为电离层的吸收。理论分析表明无线电波频率越低,电离层的吸收作用越强。

显然,当发射的电波频率小于某一频率值J.m..时,该电波将完全被电离层吸收不能返回地面,即使能返回地面,接收点的信噪比(Signal to Noise Ratios , SNR)已不能满足通信的最低要求。因此,这里的f..可认为是天波的最低可用频率。随着电波频率的提高,电波进人电离层深度逐渐加大,当发射的电波频率大于某一频率值Jf...时,该电波将穿透电离层,而不能返回地面。所以,这里的.f...可认为是天波的最高可用频率。频率介于f.m..和.f ...两者之间的电波就可通过电离层反射,以天波形式传播。这个波段主要是短波波段,中波在夜间也可以天波的形式传播,而波段的电波则不能以天波的形式传播。

3.太阳活动对电离层的影响

人类能够直接观察到的是太阳的最外层,即太阳大气层。太阳大气经常发生大规模的运动,称为太阳活动。其中最主要的是太阳黑子和太阳耀斑,它们是太阳活动的重要标志,活动周期约为11年。太阳黑子是太阳光球表面出现的一些黑斑点,黑子有些年份多,有些年份少。太阳耀斑是太阳大气高度集中的能量释放现象,一个大耀斑可以在几分钟之内发出相当于10亿颗氢弹爆炸所产生的能量,它把很强的无线电波、大量的紫外线和X射线射出,同时抛出大量的高能粒子。通常,黑子活动增强的年份也是耀斑频繁爆发的年份,黑子所在区域的上方也是耀斑出现频率最多的区域,耀斑随黑子的变化同步起落,这体现了太阳活动的整体性。

太阳活动对地球的影响非常大,当太阳表面每次形成巨大黑子群和大耀斑时,将以极快的速度向宇宙空间喷射出大量的气体,电磁波和高能带电粒子,这就形成了所谓的太阳风暴。太阳风暴中的电磁波和高能带电粒子进入地球的电离层,进而引起电离层的扰动,特别是F层呈现混乱现象,有时也称电离层“爆变”,从而使地球上无线电短波(HF)通信受到影响,甚至出现中断。地球两极区域受影响更大,严重时会使通信设施受损。太阳风暴也会扰乱地磁场,使地球磁场突然出现“磁暴”现象,从而导致罗盘指针剧烈颤动,不能正确指示方向。

作为从事海上无线电通信的人员应充分认识太阳风暴对无线电短波通信影响的这一客观现象,及时了解有关部门对太阳活动的预测与预报,灵活恰当地选择通信手段,确保海上通信的可靠进行。

4.电离层对现代航海技术的影响

首先,与电离层关系最密切的是短波。远距离短波通信是靠电离层对短波信号的反射来实现的....和l f ...取决于电离层电子密度的分布,因而频率预报就是通信电路上电离层电子密度的预报。利用电离层随太阳活动,季节、时间,地理位置的变化来预测短波通信电路的可用频率,就是短波通信的选频问题。电离层的快速变化能导致短波通信信道质量的快速变化,甚至导致通信中断。当前不同地球物理条件下电离层的变化规律研究还远不能适应通信系统的设计和使用需求。在航海实践中,无线电人员一般只能根据季节,时间、地理位置等因素,经验性选择通信频率。

其次,电离层对于卫星通信及导航产生的影响也不容忽视。卫星通信所采用的频率大都能穿透电离层。对于甚高频段以上频率,电离层快速随机变化引起的信号闪烁会导致信道的信噪比下降,误码率上升,严重时使卫星通信链路中断。这种现象在低纬、极光区和极盖区尤为频繁、严重。我国的台湾至广州一线以南的地区属于电离层闪烁的高发区,海事卫星通信在这些地区经常出现中断现象。最严重的电离层闪烁在特高频频段,包括卫星通信下行频率和导航卫星使用的频率,闪烁的持续时间最长达3 h以上,因而电离层闪烁是影响卫星技术发展的重要问题之一。

此外,电离层对于雷达定位、遥测遥感等技术都具有影响。

四、各波段电波传播特点(一)长波与中波的传播

如表3-1-1所示,长波和超长波所覆盖的频率范围是3~300 kHz,其波长范围是100~l km。在这段频率范围内,由于频率低.波长长,所以它们仅能以地波形式传播。在发射功率足够高、天线尺寸足够大的情况下,长波和超长波可以绕过地球表面的各种障碍物,可在几千到几万千米的范围内稳定传播。

中波频率为300~ 3 000 kHz,波长为1 000~100 m。相对于长波而言,中波的波长较短,所以沿地面绕射传播的能力较差,传播距离较近,一般可达几百千米。在白天,中波能穿过电离层的D层,并被其大量吸收,电波信号基本不能从电离层反射回地面,接收端的信号几乎完全依靠地波,所以在白天中波仅能以地波形式传播。在夜间,电离层的D层消失E层对中波吸收较小,中波可通过E层反射回地面。因此,夜间中波既可以地波形式传播,又可以天波形式传播。白天地波传播达不到的地方,到晚上可通过天波传播达到,故中波发射台夜间覆盖范围较白天范围大。例如,本章后面将要涉及的中频奈伏泰斯(NAVTEX, Navigational Telex)广播就属中波频率传播。

中波传播存在一定的衰落现象,所谓衰落现象是指接收点信号强度无规则变化,忽大忽小。产生衰落的原因是由于信号的多径传播造成的。夜间,在天波和地波同时存在的区域,由于天波的波程随电离层电子和离子浓度或电离层高度的变化而时刻变化,接收点的天波信号相应也随之变化,但地波信号较稳定。因此,在接收点天波和地波叠加时,合成信号场强在不断改变。当天地波同相时,合成信号场强最大;反相时,合成信号场强最小。这样接收端就出现了信号强度忽大忽小的现象,从而产生了衰落。

(二)短波的传播

如表3-1-1所示,短波的频率为3~30 MHz,波长为100~ 10 m。短波既可以地波形式传播,又可以天波形式传播,但由于短波波长较短,频率高,沿地面绕射传播的能力差,且地面对该波段电波吸收强烈,衰减很快,在陆地的传播距离一般不超过100 km,所以短波主要以天波形式传播。由于短波的频率较高,在电离层中的损耗较小,可借助于电离层进行一次或多次反射到达接收端,实现远距离通信。通常情况下,短波能够穿过E层,经F层反射。电波的损耗主要发生在E层,电波在电离层内的衰减与频率有关,频率越高,衰减越小;当频率高于某一数值时,电波将会穿透电离层,辐射到外空间,不能再返回地面,这个频率就是最高可用频率。但是,电离层电子浓度不是固定不变的,为保证通信的可靠进行,实际使用频率应选择最高可用频率的85%左右。短波传播具有如下特点:

第一,天波传播距离远,但信号不稳定。由于短波的频率高,电离层对其衰减作用很弱,这样实现远距离通信可以不需要很大的发射功率。但短波受电离层变化的影响较大,在实际工作中要根据具体情况恰当地选择工作频率。同一频率的短波信号夜间要比白天传播的距离远。白天太阳照射强,电离层的电子浓度大,Fl和F2层都存在,要实现与夜间相同距离的通信,应使用较高的发射频率;夜间电离层的电子浓度小,F1层消失,仅存在较高的F2层,所以,要实现与白天相同距离的通信应使用较低的频率。

第二,短波传播存在衰落现象。短波经电离层的F层进行反射传播,由于F层不像反射中波的E层那样稳定,所以短波通信中的衰落现象比中波通信要严重。但引起衰落的原因与中波通信不同,短波通信的衰落不是在接收端天地波叠加引起的,而是经电离层反射的不同路径天波在接收端叠加所引起的。

图3-1-5( a)所示的衰落是两路电波引起的。电离层的变化导致两路电波相位差的变化,于是在接收点叠加产生了信号时强时弱的衰落现象。图3-1-5(b)所示的衰落是由于电波在电离层内产生漫反射,或称散射,从而产生多径反射波在接收点叠加,由于相位不同,而出现了衰落现象。

第三,短波通信存在寂静区,或称电波覆盖的盲区。当发射频率一定时,在距离短波发射台较近和较远的区域都能收到信号,但在两者之间的环形区域则收不到发射台的信号,这个区域就是寂静区,如图3-1-6所示。其中T表示发射台,r,是地波覆盖范围的半径, r。是天波覆盖的最近距离,是一定条件下天波能够覆盖的最远距离。对短波而言,地波衰减快,传播距离近,寂静区内因距发射台太远,地波信号无法覆盖,所以不能收到发射台的信号,同时发射台的天波信号存在着跃距现象。所谓跃距现象是指发射台发射的天波信号所覆盖的最近距离超过了以该台为中心的一定距离范围,即在发射台附近收不到该台的天波信号。一般来讲,这个跃距r,大于地波传播的最远距离r, ,从而形成了一个天波地波均不能覆盖的区域。鉴于此种原因,在实际的海上通信中,船舶通信人员应结合具体的通信距离科学合理地选择短波通信频率,避免接收点处在寂静区,保证通信的畅通。


第四,地波传播衰减快,通信距离近。通常地波传播距离在陆地不超过100 km,在海上也不超过150 km。

最后,短波的波长较小,不需要很大的天线系统。(三)超短波和微波的传播

超短波和微波在传播特性上虽有一些差别,但基本上是相同的。由于它们的频率比短波高,通常不能被电离层反射回地面,而是穿过电离层向太空传播,因而不能依靠电离层的反射实现远距离的通信。同时,由于它们的波长很短,地波传播衰减极大,所以也不能像中波、长波那样以地波形式传播,故超短波和微波只能以空间波形式传播。但对超短波的低端频率,在发射天线的架设不是很高时,也要考虑近距离地波的作用,不过这种作用距离是很近的,一般只有几千米。

总之,在超短波和微波通信中,由于波长很短、频率很高,所以呈现视距传播特性。在这个波段,天线高度相对其波长来说较大,因此可不考虑地波的作用,但空间波传播由于受到视距的限制,传播距离较近。在天线绝对高度(距海平面的高度)为几十米时,一般传播范围仅有几十海里,如GMDSS中的VHF无线电通信系统的有效覆盖范围约为25 n mile。为了利用微波波段实现远距离的通信,可采用微波接力传输或卫星中继传输。

五、无线电干扰和预防

无线电干扰是指无线电通信过程中发生的,导致有用信号接收质量下降、损害或者阻碍的状态。无线电干扰信号主要是通过直接耦合或者间接耦合方式进入接收设备信道或者系统的电磁能量,它可以对无线电通信所需接收信号的接收产生影响,导致性能下降,质量恶化,信息误差或者丢失,甚至阻断了通信的进行。因此,通常说,无用的无线电信号引起有用的无线电信号接收质量下降或者损害的事实,被称为无线电干扰。无线电干扰一般分为同频率干扰、邻频道干扰、带外干扰、互调干扰和阻塞干扰等。有关干扰的相关知识,请见本章的第三节。可见,无线电干扰是有害的。无论是船舶电子员还是驾驶人员,在维修和使用无线电设备时都应该尽量避免对通信、导航等无线电设施产生有害干扰,在如下几个方面引起注意:

首先,任何发射都会对环境产生影响,应该尽量减少发射无线电波的机会。

其次,必须发射无线电波时,无论为了测试保养还是日常通信,都应该尽量缩短发射的时间,如果可能,尽量使用低功率。

第三,无论是为了何种目的进行发射,都应该遵守当地或者国际组织为此做出的规定,其中包括:

(1)遵守相关操作程序;

(2)针对不同的业务,选择当地或者国际组织规定或建议的频率;(3)如果有规定,成对的频率应该配对使用。

最后,对无线电设备定期维护保养,使其工作频带、输出功率满足相关规定。


无线电波对人体的危害及防护

无线电通信技术、计算机技术的应用与发展给人类的生存生活与信息交流带来了方便,同时对人类的健康造成的影响已不容忽视 

  随着无线电通信、计算机技术及电子科学技术的发展,电磁波辐射技术的利用也越来越广泛,与人们的工作、学习和生活息息相关,密不可分。从频率与波长讲,像人们所知的长波、中波、短波、超短波、微波、卫星通信,从开展的业务上讲,通信、导航、广播、电视、雷达、工业、科学研究、医疗设备的电磁辐射应用非常普遍。它都是利用电磁波辐射来传播信息和传送能量,完成信息传递、科学研究和医疗目的。特别是二十世纪九十年代初迅速发展的无线寻呼业务以及无线移动通信,大大加快了人们文字与语音信息的交流,给人们的生活带来了无限的方便。各种医疗电子器件的使用,促进了医疗水平的提高。无线通信、计算机技术的发展不但提高了各族人民群众的生活质量,同时也推动了国民经济的增长。   

  现在人们随时可以见到手机、对讲机、GSM、PHS、CDMA无线基站、广播电台、电视台、微波站、卫星地球站等各种无线电发射设备,它们每时每刻都在向空中辐射电磁信号,这些看不见的能量,在空中已造成了很大的污染,它对人体健康已经造成影响,这已是不争的事实,电磁辐射对人类的危害已引起人们的广泛关注,做好电磁防护,消除和减小电磁辐射对人们身体健康的有害影响已显的非常重要。  

  无线电波对人体影响如何,主要决定于几个因素,一是辐射电波的波长(或频率),二是人体吸收电波功率的大小,三是受辐射时间的长短。一般来讲,电磁波波长越短,人体吸收电磁波功率越大,受电磁波照射的时间越长对人体的影响就越大,反之影响就越小。  

  人体受电磁波严重辐射时,会出现一些不良反应,主要症状表现为会使人感到头疼、出现呕吐、有的出现脱发并伴有白血球下降、全身无力,甚至会使人失去生育能力,所以电磁辐射对人类健康造成的危害不可忽视。  

 

 

   国家电磁辐射防护规定,是保证电磁辐射对人身体健康影响最小的基本要求,也是有益人民大众身体健康的基本国策  

  为了防止电磁辐射污染、保护环境、保障公众健康、促进伴有电磁辐射的正当实践的发展,我国政府对电磁辐射污染的防护非常重视,于1988年以国家标准的形式颁布了《电磁辐射防护规定》,对100KHz-300GHz频段的电磁辐射规定了防护限值,该规定除了不适用于为病人安排的医疗或诊断照射外,完全适用于我国境内产生电磁辐射污染的一切单位和个人、一切设施或设备。《电磁辐射防护规定》给出了电磁辐射防护限值,规定了人们可以接受电磁辐射污染数值的上限(包括各种可能的电磁辐射污染的总量值)。要求一切产生电磁辐射污染的单位或个人,应本着可合理达到尽量低的原则,努力减少其电磁辐射污染水平。产生电磁辐射污染的单位或部门,均可以制定各自的管理标准,但必须严于国家标准。国家颁布的这个电磁辐射防护规定,对电磁辐射防护提出了要求,必须严格遵照实施,才能从根本上保证电磁辐射设备周围的电磁环境符合环保要求,对人身体健康的影响符合国家标准。  

  国家对电磁辐射防护要求: 

1、基本限值: 

  职业照射:在每天8小时工作期间内,任意连续6秒按全身平均的比吸收率应小于0.1W/kg. 

  公众照射:在一天24小时内,任意连续6秒按全身平均的比吸收率应小于0.02W/ kg.2、导出限值 

2、导出限值 

2.1职业照射:在每天8小时工作期间内,电磁辐射场的场量参数在任意连续6秒钟内的平均值应满足表1要求

 

 

 

 

 1 : 职业照射导出值

 

2.2 公众照射:在一天24小时内,环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6秒钟内的

平均值应满足表2要求.

 2 : 公众照射导出限值

 

3 、多频率辐射(或多频段辐射): 

对于一个发射几种频率的辐射或存在多个辐射体时,其电磁辐射场的场量参数在任意连续6秒钟内的平均值之和,应满足下式要求:

 

式中: Ai , j —第 i 个辐射体 j 频段辐射的辐射水平 Bi , j , L —对应于 j 频段的电磁辐射所规定的照射限值 

  4、对于脉冲电磁波,除满足上述要求外,其瞬时峰值不得超过表中1、2所列限值的1000倍。 

  为了防止电磁辐射污染、保护环境、保障公众健康、因此任何设置使用无线电发射设备或电磁辐射体的单位和个人,不但要严格遵守我国无线电管理相关规定,还必须按照《电磁辐射防护规定》的要求设置使用无线电台和电磁辐射设备并管好用好这些设备,只有这样,不但做到了遵纪守法,还能从根本上堵绝设备未工作就不符合环保要求,保证了环境卫生安全。 

 

 

严格频率管理、规范电磁辐射设备设置、减小电磁辐射污染、促进无线电通信事业的健康发展   

目前,根椐《中华人民共和国无线电频率划分规定》,我国已对9K~1000GHz频带内的无线电业务做出了规划,对无线电频带和波段也做了命名。

 1 无 线 电 频 带 和 波 段 命 名 表

 

原国家无线电管理委员会办公室和机构调整后的信息产业部无线电管理局根据无线电业务划分规定,对不同频段的无线电频率波道配置进行了相应的规划,以便对各种无线电台(站)设置请求进行频率指配。任何无线电台站设置使用都必须符合频谱划分和频率规划,严格按指配的频率和核准的技术指标工作。各类无线电发射设备和电磁辐射装置必须符合国家相关技术指标要求。任何电磁辐射设备的设置使用,同时还必须符合电磁辐射防护规定的国家标准,达到公众和职业照射标准的要求,使电磁辐射对人体的影响减到最小。  

各级无线电管理机构和相关的行政职能机关,都应严格把关,认真覆行职责,严格无线电频率管理、无线电台站管理、设备技术指标管理,加强对无线电发射设备和电磁辐射设备的监测、检测、检查和监督。要坚持做到不讲情面,公正执法,公平办事,从严规范电磁辐射行为,减少或减小电磁辐射污染,促进我国无线电事业的健康发展。

 

 

 

严格大功率短波长无线电台站审批是防止恶化电磁环境的有效途径。  

  如前所述,因为无线电波(电磁波)影响人体健康的要素与电波的波长、人体单位面积吸收无线电波的功率和接受电磁波信号照射的时间长短有关,即电波辐射的波长越短、人体吸收的电磁波功率越大和被电磁波照射的时间越长,电磁波对人体的影响就越大。那么,讨论如何防止电磁波对人体健康造成危害的问题,首先就应该从根本上关注大功率、短波长电磁波辐射设备和被电磁波照射的时间问题。只有这样才能从满足防护要求和减小辐射危害上取得成绩。 

  1、大功率无线电发射设备,目前常用的大功率电台主要工作在中波、短波和微波频段,用于通信、广播、电视、雷达业务,其单机功率小到几百瓦,大到几千千瓦,部分设备达到兆瓦级,发射功率特别大。 

  2、短波长电台,主要指高频道电视台、微波站、大型卫星地球站、雷达站,这些电台不但工作频率高波长短(短到几十分米、几厘米至几毫米),而且功率大,电视台、大型地球站、雷达站发射功率也到了几千瓦或者更大。

对以上这些靠发射电磁波信号来工作的大功率电台,无线电管理机构和环保部门,应根据自已的管理职责,要用认真负责的态度严格对其进行审批和管理,必要时还可请专家进行论证,合理选择工作频段和发射功率,合理选择台站地址,防止出现失误,造成严重后果,使国家财产造成重大损失,对人民身体健康造成危害。也是防止恶化电磁环境的有效办法,需要认真对待。 

 

搞好电磁辐射防护、尽力减小电磁辐射对人体的有害影响。

我们已经知道,电磁辐射对人体健康有影响甚至会带来危害,那么,科学地利用电磁辐射为人类服务并搞好电磁辐射的防护显的非常必要。合理利用和有效防护电磁辐射,对相关研究、生产和应用部门<BR>都是一个必须认真对待的课题,如何才能做好这项工作呢?         

1、对大型电磁辐射设备(如大型地球站、雷达站)的设置,要进行调查研究,要根据国家的相关标准和规定进行规划设计计算,合理选择设置地点,在满足工作、生活方便的前提下,功率在满足预留余量的情况下尽可能选小一些,台站地址尽量远离城市,远离人口分布密集的地区。

2、选购符合国家技术标准,经过信息产业部无线电管理局设备型号认证的产品。         

3、采用先进技术与智能化管理,设备尽量有遥控、遥测、遥调功能,采用无人值守技术,检修设备要断开电源。        

4、规范值班、维护、检修制度,严禁违规作业。 

  5、远离波束照射,为工作人员配备防护服、防护帽、防护镜,对发射机加装防护屏。 

  6、对长期工作在发射机房的人员经常进行身体检查,合理安排休养。

7、合理选择工作频率,尽量选择小功率设备。 

总之要尽最大能力发挥无线电的优势,克服有益影响,为国家经济建设服务,为民众工

作和生活服务,促进无线电事业的健康发展。