海岸电台通信业务与设备发展概述

海岸电台通信业务与设备发展概述

钱晓东 柴连洪 李志刚

北海航海保障中心天津通信中心 300456

摘要：海岸电台的主要职责是为海上航行船舶提供水上无线电通信服务。按照《国际无线电规则（2016）》规定，水上无线电通信业务包括：莫尔斯电报、窄带直接印字电报、单边带电话、甚高频电话四种业务。

关键词：海岸电台；通信业务；设备发展

一、水上无线电通信业务

（一）莫尔斯电报

莫尔斯无线电报是世界最早出现的无线电通信手段，其报文采用莫尔斯电码编码，工作于中短波频段。1837年，美国画家摩尔斯发明世界上第一台有线电报机，并传送了世界上第一份电报。1909年，清政府邮传部在上海吴淞设置中国第一座海岸电台，开设船岸莫尔斯电报业务。1912年中华民国成立后，北洋政府交通部相继在全国沿海主要商埠设置多座海岸电台，中国水上通信初具规模。1920年，中国宣布加入《国际无线电报公约》。1949年中华人民共和国成立后，各轮运公司所属无线电台划归交通部管理，称航务电台；旧电信局所属水上通信无线电台划归邮电部管理，称海岸电台。1953年，全国航务电台与海岸电台合并交由交通部统一管理后，统称海岸电台。当时电路规模普遍比较小，只开放沿海和近洋业务。此后，中国经济逐步恢复发展，航运船舶数量曰益增多，水运通信越来越繁忙。至1985年底，中国海岸电台开放莫尔斯无线电报电路已达168条，形成以天津、上海和广州海岸电台为主台的北方、华东和华南海区船舶通信网，沿海和近洋通信距离在200～1000千米之间。其中，天津、上海和广州海岸电台开放远洋船舶电报电路共16条，通信覆盖太平详、大西洋、印度洋、波罗的海以及地中海大部分海域。进入21世纪，随着海事卫星通信逐步发展，莫尔斯电报业务量逐年减少，大多数海岸电台莫尔斯电报业务相继关闭，仅少量海岸电台继续开放，以公益通信为主。

（二）单边带电话

单边带无线电话在水上通信中用于中、远距离语音通信，主要工作于短波频段。1900年，巴西教士莫拉在圣保罗城成功完成人类历史上第一次无线音频发射公开试验。1901年，加拿大物理学家、发明家费森登发明双边带调制技术，并利用双边带调制技术成功完成无线电广播试验。1912年真空管振荡器发明后，双边带无线电话技术得以推广商用。1913年，卡尔森发明单边带调制技术。1927年，美国电话电报公司跨洋无线电话通信业务开始商用。1930年，双边带无线电话开始应用于航海通信，工作频段为2至3兆赫兹。1933年，短波越洋电话或洲际电话开始采用导频制单边带调制技术。1959年，日内瓦世界无线电行政大会在水上通信中推广使用单边带技术。1975年始，按照国际电联规定，世界各海岸电台停止使用双边带无线电话通信方式。1979年前后，中国开始开放高频单边带通信业务，通信覆盖世界大部分海域。

（三）窄带直接印字电报

窄带直接印字（NBDP）电报是一种全自动报文无线通信技术，通信速度是莫尔斯电报的3至5倍，工作于中短波频段。20世纪60年代末，欧洲某些国家将陆地电传通信技术“移植”至船舶通信之中，以实现船岸间报文双向自动传输，这就是NBDP雏形。1967年，日内瓦世界水上无线电行政大会提出NBDP概念。1974年，国际电联提出关于NBDP通信技术标准的476建议。1986年，国际无线电咨询委员会提出关于具有自动相互识别功能NBDP设备的625建议。同年，国际海事组织正式确立“全球海上遇险与安全系统（GMDSS）”建设方案，将NBDP确定为GMDSS遇险后续通信方式，以及A3、A4海区海上安全信息播发方式之一。20世纪90年代，中国开始开放窄带直接印字电报通信业务。

（四）甚高频电话（VHF）

VHF采用频率调制（FM）技术，主要用于船舶间、港区及近岸水域船岸间的近距离语音通信，工作于甚高频频段。1918年，德国铁路系统在军用列车上开展移动无线电话通信试验。1920年，马可尼公司和贝尔实验室分别试验成功车载无线电话通信。1924年，贝尔实验室研制出世界首个车载双向无线电话通信系统。1930年，美国的海岸电台开始进行VHF有无线转接通信业务。这一时期，VHF通信采用双边带调制方式，信道带宽为200千赫兹。1947年，大西洋城世界无线电大会指定152.000至162.000兆赫兹为水上移动VHF通信业务工作频带，信道带宽缩减至100千赫兹。1959年，瑞士日内瓦世界无线电行政大会明确水上移动VHF通信调制方式为调频制；调整水上移动通信业务工作频带，共28个频道，信道间隔为50千赫兹。1983年，ITU再次将水上移动甚高频信道频率间隔从50千赫兹压缩为25千赫兹，工作频道亦由28个增加至57个。1976年始，中国各海岸电台相继试开通VHF通信业务，主要服务于港内作业、船岸调度、现场指挥等。

二、水上无线电通信设备

（一）中短波发射机

发信设备的作用是通过对基带信号调制、变频、放大等一系列处理，获得携带基带信号信息的射频大功率调制信号，并通过天线，以电磁波形式辐射。无线电通信第一代发信设备是火花式发射机，发明于1896年。火花式发射机的特点是发射的电磁波为减幅波。此后，曾出现弧光式发射机、高周波式发射机。电子管发射机问世后，上述机型逐步淘汰。20世纪70年代，金属陶瓷电子管的应用，提高发信设备输出功率。80年代末，集成电路、大功率晶体管以及微机控制技术广泛应用于通信设备制造，发信设备向全固态和微机控制方向发展。

（二）中短波接收机

收信设备的作用是将天线接收到的射频调制信号，通过变频、解调和音频放大等一系列处理，还原为基带信号，并通过扬声器等发声器件，转变为音响信号。无线电通信发展早期采用的接收设备俗称矿石机，是一种利用矿粉检波的接收设备。1906年真空电子管发明后，相继出现采用高放再生式、自差式、外差式和超外差式等多种检波方式的接收设备，后统一采用超外差式，至今未变。20世纪70年代末，晶体管和集成电路应用于接收机制造，微机控制和频率合成技术渐次成为接收机标准配置。

（三）甚高频收发信机

甚高频通信设备是收发一体的通信设备，工作制式为调频，工作模式有：单工、半双工、全双工三种。该设备主要由：发射部分、接收部分、双工器、控制单元、面板单元、键盘和话筒等几大部分组成。发射机主要由：音频放大电路、限幅器、预加重电路、调制电路、倍频电路、驱动电路和功放电路等组成。接收机主要由：高频放大电路、第一混频电路、第二混频电路、中频放大电路、限幅器、去加重电路、音频放大电路、频率合成器、静噪电路、扬声器等组成。双工器实现收发信天线共用，通信覆盖范围约25海里。

（四）中短波通信天线

天线是用于接收和辐射电磁波的装置，按照工作波段分为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线，按照辐射单元形状分为线天线和面天线。中短波天线属于线天线，一般由振子、垂直下引线、阻抗匹配器、馈缆或平行传输线、避雷装置、地网、铁塔等部件组成。1887年，“电磁波之父”赫兹为验证麦克斯韦尔电磁波理论，设计了世界上最早的天线。1901年，马可尼设计制造了首副用于无线电通信的天线，其程式为在两个支持塔上悬挂水平横线，并由顶部横线下垂30根铜线。此后，无线电通信进入长波通信时代，倒L型天线、T型天线、伞形天线等相继出现；迨至短波通信时代，偶极天线、环形天线、同相水平天线、菱形天线等纷纷问世；二战结束后，对数周期天线、等角螺旋天线等各种宽频带短波天线层出不穷。

参考文献

[1]张梦爽.海岸电台局域网通信探索与设计[J].数字通信世界,2019(03):160-161.