VHF Maritime Antenna Technical and Application Guide

1. النظام القياسي الفني لـ VHF الهوائي البحري
بصفتها "شريان الحياة" للاتصالات البحرية ، تتبع Antennas Maritime FHF بشكل صارم معايير الاتصال الدولية. ينص بروتوكول ITU-R M.493 بوضوح على المعلمات الأساسية مثل تخصيص القناة ووضع التعديل وقدرة الإرسال لضمان توافق الاتصال في المياه العالمية. على سبيل المثال ، يُجبر قناة الطوارئ CH16 على البقاء في وضع الاستعداد لمدة 24 ساعة ، ويجب أن تكون نسبة موجة الهوائي (VSWR) مستقرة أقل من 1.5: 1 لتجنب فقدان الطاقة الناجم عن انعكاس الإشارة. يجب أن تصل الكفاءة الإشعاعية لأنظمة الهوائي المعتمدة من قبل GMDSS إلى أكثر من 95 ٪ ، ويمكن أن تنتقل الإشارة بالكامل حتى في طقس الإعصار.
2. مزايا آلية الانتشار في البيئات البحرية
تُظهر الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق تردد VHF (156-174 ميجا هرتز) مزايا فريدة في البيئة البحرية. تُظهر صيغة انتشار خط البصر D = 4.12بكة (H هي ارتفاع الهوائي ، الوحدة: العداد) أن هوائيًا مثبتًا على صاري يبلغ طوله 30 مترًا يمكن أن يحقق مسافة اتصال نظرية تبلغ 22 ميلًا بحريًا. عندما تنعكس الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة سطح البحر لتشكيل موجات التداخل ، يمكن زيادة قوة الإشارة بمقدار 3-5 ديسيبل. أظهرت البيانات المقاسة لمضيق ملقا في عام 2018 أنه في ظل تأثير "دليل الموجة الجوي" الذي يتكون من الهواء الساخن والرطب ، تجاوزت مسافة الاتصال 60 ميلًا بحريًا ، وهي تتجاوز بكثير الحد الأقصى لأداء معدات الأراضي المماثلة.
3. بنية الدرجة المهنية وتصميم الحماية
يستخدم الهوائي البحري VHF من المستوى الأعلى برعيد الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ، والذي يحتوي على مقاومة أعلى 6 أضعاف لتآكل أيون كلوريد من 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ ، ولا يزال خاليًا من الصدأ بعد اجتيازه اختبار رذاذ الملح 9227 القياسي 2000 ساعة. يتبنى هيكل الختم تصميمًا مزدوجًا زائد: حلقة السيليكون O الخارجي مقاوم للماء ، والتجويف المليء بالنيتروجين الداخلي مضاد للتكثيف ، حيث يصل إلى مستوى حماية IPX8. من أجل التعامل مع قوة الرياح (60 مترًا/ثانية) من مستوى 12 ، تعتمد قاعدة الهوائي على بنية زعنفة مُحسّنة ميكانيكية ميكانيكية ، جنبًا إلى جنب مع مسامير إصلاح سبيكة التيتانيوم من طراز الطيران ، والإزاحة في اختبار الاهتزاز هو 1/8 فقط من الهوائي المدني.
4. مقارنة الأداء مع الهوائيات المدنية
في الاختبار المقارن لقوارب الصيد في بحر الشمال ، أظهرت هوائيات VHF المهنية مزايا هائلة:
الفرق الكسب: تصميم مكاسب عالية 6 ديسيبل يوسع نصف قطر تغطية الإشارة إلى 1.7 أضعاف المنتجات المدنية (3DB)
أداء درجة الحرارة المنخفضة: في البيئة الباردة للغاية التي تبلغ -30 ℃ ، كان كابل الهوائي المدني هشًا وكسرًا ، في حين أن الهوائي البحري لا يزال يحتفظ بـ VSWR <1.3
استجابة الطوارئ: إن وقت استجابة استدعاء استدعاء DSC هو 1.8 ثانية ، أسرع 3 مرات من النظام المدني ، للفوز بالنافذة الرئيسية لفترة الإنقاذ الذهبية
5. سيناريوهات التطبيق النموذجية وحلول التكوين
في مشروع منصة حفر النفط البرازيلية ، استخدم المهندسون تقنية التنوع المكاني لتثبيت مجموعتين من الهوائيات على قطري Derrick. عندما يتم حظر الهوائي الرئيسي بواسطة الجهاز ، ينتقل النظام تلقائيًا إلى الهوائي الثانوي ، مما يزيد من توفر الاتصالات من 87 ٪ إلى 99.6 ٪. يستخدم نظام إدارة حركة المرور في ميناء سنغافورة خوارزمية ديناميكية للتحكم في الطاقة لتنسيق اتصال 200 سفينة على بعد كيلومتر مربع ، ويتم تخفيض معدل تعارض القناة إلى 0.2 ٪.
السادس. مواصفات التثبيت وإجراءات الصيانة
يجب أن يتبع تركيب الصاري قاعدة خلوص 30 درجة: مع الهوائي كمركز ، يجب ألا تكون هناك عقبات معدنية داخل زاوية ارتفاع 30 درجة. يجب أن يستخدم نظام التأريض كابل نحاسي متعدد القلق مع مساحة مستعرضة تبلغ مساحتها ≥16 مم مربع ، وتثبيت حلقة تأريض RF للتخلص من تراكم الكهرباء الثابتة. يجب على موظفي الصيانة استخدام محلل شبكة متجه للكشف عن منحنى VSWR كل ربع. عندما تتغير نسبة الموجة الدائمة فجأة بأكثر من 0.3 ، يجب فحص ختم المفصل على الفور.
السابع. تطور التكنولوجيا واتجاه الابتكار
حقق جيل أحدث من المنتجات اندماجًا ثلاثي النطاق:
الاتصالات الصوتية VHF (156-158 ميجا هرتز)
تحديد المواقع (161.975-162.025 ميجا هرتز)
L-Band Satellite Backhaul (1.5-1.6 جيجا هرتز) من خلال تقنية تحميل الرنان العازلة ، يمكن أن يغطي هوائي واحد 3 نطاقات تردد ، والحجم أصغر بنسبة 60 ٪ من حل المركب التقليدي. أظهرت الاختبارات في النرويج في عام 2023 أن التصميم قلل من وزن نظام اتصالات السفينة من 23 كجم إلى 9.8 كجم وخفض استهلاك الطاقة بنسبة 42 ٪ .