Analisi tecnica dell'antenna marittima VHF e guida all'applicazione

1. Sistema standard tecnico di VHF Antenna marittima
Come "Lifeline" delle comunicazioni marittime, le antenne marittime VHF seguono rigorosamente gli standard di comunicazione internazionale. Il protocollo ITU-R M.493 stabilisce chiaramente i parametri di base come l'allocazione dei canali, la modalità di modulazione e la potenza di trasmissione per garantire la compatibilità alla comunicazione nelle acque globali. Ad esempio, il canale di emergenza CH16 è costretto a rimanere in modalità di standby per 24 ore e il rapporto ondata permanente dell'antenna (VSWR) deve essere stabile al di sotto di 1,5: 1 per evitare la perdita di potenza causata dalla riflessione del segnale. L'efficienza delle radiazioni dei sistemi di antenna certificata da GMDSS deve raggiungere oltre il 95%e il segnale può essere completamente trasmesso anche con il tempo del tifone.
2. Vantaggi del meccanismo di propagazione negli ambienti marini
Le onde elettromagnetiche nella banda di frequenza VHF (156-174MHz) mostrano vantaggi unici nell'ambiente marino. La sua formula di propagazione della linea di vista D = 4.12√h (h è l'altezza dell'antenna, unità: metro) mostra che un'antenna installata su un albero di 30 metri può raggiungere una distanza di comunicazione teorica di 22 miglia nautiche. Quando le onde elettromagnetiche si riflettono dalla superficie del mare per formare onde di interferenza, la resistenza al segnale può essere aumentata di 3-5 dB. I dati misurati dello Stretto di Malacca nel 2018 hanno mostrato che sotto l'effetto della "guida d'onda atmosferica" ​​formata da aria calda e umida, la distanza di comunicazione ha superato le 60 miglia nautiche, superando di gran lunga il limite di prestazione di attrezzature terrestri simili.
3. Struttura di livello professionale e progettazione di protezione
L'antenna marittima VHF di alto livello utilizza un radiatore in acciaio inossidabile 316L, che ha una resistenza di 6 volte superiore alla corrosione ionica di cloruro rispetto a 304 in acciaio inossidabile ed è ancora privo di ruggine dopo aver superato il test di spruzzatura salina standard di 200 ore ISO 9227. La struttura di tenuta adotta un design ridondante doppio: l'O-ring di silicone esterno è impermeabile e la cavità interna piena di azoto è anti-condensazione, raggiungendo il livello di protezione IPX8. Per far fronte alla forza eolica a 12 livelli (60 m/s), la base dell'antenna adotta una struttura a pinna ottimizzata con fluido, combinato con bulloni in lega di titanio di livello aviazione e lo spostamento nel test di vibrazione è solo 1/8 di quello dell'antenna civile.
4. Confronto delle prestazioni con le antenne civili
Nel test comparativo delle barche da pesca del Mare del Nord, le antenne VHF professionali hanno mostrato vantaggi schiaccianti:
Differenza di guadagno: il design ad alto guadagno da 6 dB espande il raggio di copertura del segnale a 1,7 volte quello dei prodotti civili (3DB)
Prestazioni a bassa temperatura: nell'ambiente estremamente freddo di -30 ℃, il cavo dell'antenna civile era fragile e fratturato, mentre l'antenna marittima manteneva ancora VSWR <1,3
Risposta di emergenza: il tempo di risposta alla chiamata di soccorso DSC è di 1,8 secondi, 3 volte più veloce del sistema civile, per vincere la finestra chiave per il periodo di salvataggio d'oro
5. Scenari di applicazione tipici e soluzioni di configurazione
Nel progetto brasiliano della piattaforma di perforazione petrolifera, gli ingegneri hanno utilizzato la tecnologia della diversità spaziale per installare due set di antenne sulla diagonale della Derrick. Quando l'antenna principale viene bloccata dall'apparecchiatura, il sistema passa automaticamente all'antenna secondaria, aumentando la disponibilità di comunicazione dall'87% al 99,6%. Il sistema di gestione del traffico navale del porto di Singapore utilizza un algoritmo di controllo di potenza dinamico per coordinare la comunicazione di 200 navi entro 1 chilometro quadrato e il tasso di conflitto del canale è ridotto allo 0,2%.
Vi. Specifiche di installazione e procedure di manutenzione
L'installazione dell'albero deve seguire la regola di spazio di 30 °: con l'antenna come centro, non ci devono essere ostacoli metallici all'interno dell'angolo di elevazione di 30 °. Il sistema di messa a terra deve utilizzare un cavo di rame staccato a più fili con un'area trasversale di ≥16 mm² e installare un anello di messa a terra RF per eliminare l'accumulo di elettricità statica. Il personale di manutenzione dovrebbe utilizzare un analizzatore di rete vettoriale per rilevare la curva VSWR ogni trimestre. Quando il rapporto onde emanente cambia improvvisamente di più di 0,3, la sigillatura del giunto deve essere controllata immediatamente.
Vii. Evoluzione tecnologica e direzione dell'innovazione
L'ultima generazione di prodotti ha raggiunto la fusione a tre bande:
Comunicazione vocale VHF (156-158MHz)
Posizionamento AIS (161.975-162.025MHz)
Backhaul satellitare a L-banda (1,5-1,6 GHz) attraverso la tecnologia di caricamento del risonatore dielettrico, una singola antenna può coprire 3 bande di frequenza e la dimensione è inferiore del 60% rispetto alla tradizionale soluzione di combinazione. I test in Norvegia nel 2023 hanno mostrato che il design ha ridotto il peso del sistema di comunicazione della nave da 23 kg a 9,8 kg e ha ridotto il consumo di energia del 42%.