主頁(http://www.by236.com):大話對講:無線對講機的基礎知識 無線電對講機是最早被人類使用的無線移動通信設備,早在二十世紀三十年代就開始得到應用。1936年美國摩托羅拉公司研制出第一臺移動無線電通信產品 ——“巡警牌”調幅車用無線電接收機,隨后在1940年又為美國陸軍通信兵研制出第一臺重量為2.2公斤的手持式雙向無線電調幅對講機,通信距離為1.6 公里。到了1962年,摩托羅拉公司又推出了第一臺僅重33盎司的手持式無線對講機HT200,其外形被稱為“磚頭”,大小和早期的大哥大手機差不多。經過近3/4世紀的發展對講機的應用已十分普遍,已從專業化領域走向普通消費,從軍用擴展到民用。它既是移動通信中的一種專業無線通信工具,又是一種能滿足人們生活需要的具有消費類產品特點的消費工具。顧名思義移動通信就是通信一方和另一方在移動中實現通信。它包括移動用戶對移動用戶、移動用戶對固定用戶、當然又包括固定用戶對固定用戶之間進行通信聯系,無線電對講機就是移動通信中的一個重要分支。它是一種無線的可在移動中使用的一點對多點進行通信的終端設備,可使許多人同時彼此交流,使許多人能同時聽到同一個人說話,但是在同一時刻只能有一個人講話。這種通信方式和其它通信方式有不同的特點:即時溝通、一呼百應、經濟實用、運營成本低、不耗費通話費用、節約使用方便,同時還具有組呼通播、系統呼叫、機密呼叫等功能。在處理緊急突發事件中,在進行調度指揮中其作用是其它通信工具所不能替代的。無線電對講機和其它無線通信工具(如手機)其市場定位各不相同,難以互相取代。無線電對講機決不是過時的產品。它還將長期使用下去。隨著經濟的發展,社會的進步,人們更關注自身的安全、工作效率和生活質量的提高,對無線電對講機的需求也將日益增長。公眾對講機的大量使用,更促進了無線電對講機和有線電話機一樣成為人們喜愛和依賴的通信工具。
無線電對講機,其涵蓋范圍較寬。在這里我們將工作在超短波頻段(VHF30~300MHZ、UHF300~3000MHZ)的無線電通信設備都統稱為無線電對講機。實際上按國家的有關標準應稱為超短波調頻無線電話機,人們通常將功率小、體積小的手持式的無線電話機叫做“對講機”,以前曾有人稱它為“步談機”、“步話機”,而將功率大、體積較大的可裝在車(船)等交通工具或固定使用的無線電話機又叫做“電臺”,如車載臺(車載機)、船用臺、固定臺、基地臺、中轉臺等。 無線電對講機的分類 一、從使用方式上,手持式、車(船、機)載式、固定式、轉發式。 手持式無線對講機 這是一種體積小、重量輕、功率小的無線對講機,適合于手持或袋裝,便于個人隨身攜帶,能在行進中進行通信聯系,其功率一般VHF頻段不超過5W、UHF 頻段不超過4W。但也有少數機型的功率VHF為6W、UHF為5W,如IC-T7H(VHF)達6W。通信距離在無障擋的開闊地帶時一般可達到5公里。在無線通信網絡的支持下,通過中轉臺通信距離可達10公里以上。該機適合近距離的各種場合下流動人員之間的通信聯系。在無線電話機的系列中,手持式無線電 “對講機”的應用數量及品種是最多的,約占80%以上。從摩托羅拉生產的三千元左右的高端手持式無線電對講機到國內一百多元左右的國產低端手持式無線電對講機,價格差異很大,據估計這類對講機每年在國內銷售量已超過一百萬臺,其市場潛力很大。 車(船、機)載式無線對講機 這是一種能安裝在車輛、船舶、飛機等交通工具上直接由車輛上的電源供電的,并使用車〈船、機〉上天線的無線對講機,主要用于交通運輸、生產調度、保安指揮等業務。其體積較大,功率不小于10W,一般為25W。最大功率為VHF為56W、UHF為50 W。還有個別車載臺在某一頻段的功率達到75W(IC-VX8000)。車載臺其電源為13.8V,通信距離可達到20公里以上,在無線通信網絡中,通過中轉臺通信距離明顯增大,可達數十公里。銷售價格從國產的1000元到進口機的3000元。據估計,國內年銷售量不低于10萬臺。隨著交通運輸的迅猛發展,特別是私家車的增加,個人購買車載機(屬于業余無線電愛好者)的數量將日益擴大,2003年北京僅業余無線電愛好者購車載機(含二手機)不少于二千臺。 轉發式無線對講機 轉發式無線對講機就是將所接收到的某一頻段的信號直接通過自身的發射機在其它頻率上轉發出去。這兩組不同頻率信號相互不影響,或者說能夠允許兩組用戶在不同頻率上進行通信聯系。它具有收發同時工作而又相互不干擾的全雙工工作的特點。轉發式無線電話機的英文名稱是Repeater Transeiver,中文名稱也叫中轉臺、中繼臺、轉信臺。其最大的特點是能夠有效地擴展通信系統中手持機、車載機、固定臺的通信范圍和能力給系統提供更大的覆蓋半徑。由于這類設備工作時處于無人值守狀態,有的中轉臺還放在高山上,工作環境較差,有的中轉臺長時間處于發射狀態。因此對中轉臺的技術設計要求比車載機、固定臺要高得多,甚至有一些特殊的要求,如高穩定性、高可靠性、優良的散熱性,能在高、低溫條件下長時間穩定工作。不少設備都具有在主電源故障情況下能夠自動啟動備用電源或切換到直流電源繼續工作的功能。在無線通信系統中使用的專用中轉臺的功率都較大,一般都在25W~50W甚至達到100W (大吉公司的TB8100),在樓宇中使用的小中轉臺的功率一般不超過25W。 中轉臺的發展歷史僅有二十多年,隨著新器件、新工藝、新電路的誕生,新技術在中轉臺設計上的應用使其技術水平、品質和功能在不斷提高和完善。1984年以日本八重洲公司(YAESU)生產的FTR1045、日本ICOM公司生產的IC-RP1520為代表的中轉臺,采用的是晶體振蕩倍頻方式。而到了 1985年日本協同公司(KYODO)生產的 KG110、日本世紀公司(SELKL)生產的UP450/PCV150、日本馬蘭士公司(STANDARD)生產的RP172BR/RP512BR等中轉臺已經采用了頻率合成技術、EPROM存儲和數字邏輯電路控制等技術。從此中轉臺的技術水平和功能有了較大的發展。至今KG110的優良性能和高可靠性仍為業界人士所稱道。日本建伍公司(KENWOOD)也于1987年相繼推出TKR720/820以及以后的TKR828(350M)、TKR830等中轉臺。建伍的TKR系列中轉臺采用了先進的鎖相環頻率合成技術、CPU控制技術,所有數據均存儲在EEPROM中,功能更多,頻率穩定精確,同時大范圍使用表面貼裝元器件工藝。在這期間日本馬蘭士公司生產的RP80系列基地/中轉臺以及RP513基地/中轉臺也先后進入中國市場。RP513中轉臺采用微處理控制技術,能提供自動自我檢測功能,其功率在50%工作周期情況下可高達80W。在眾多的中轉臺中,建伍TKR720/820系列的中轉臺以良好的性能價格比深受國內專業用戶的歡迎,其市場保有量也是最多的,可以說是中轉臺中的經典產品。1998年底美國摩托羅拉公司開發的GR1225等系列中轉臺先后投放中國市場,寬帶技術、語音壓控技術的采用,調試參數全面軟件化,極大提高了中轉臺的綜合性能,頻率穩定度得到了提高,25KHE和12.5KHE信道間隔得到了兼容,增加了頻率利用率。近年來,中轉臺的換代的新產品也先后上市,建伍公司生產的TKR750/820中轉臺取代了TKR720/820。日本協同公司研發的KG510于2000年投放中國市場后,停止生產了KG110,KG510秉承了KG110高可靠特點,采用CPU中央微處理器,還具有無線遙控信道轉換功能,50W功率連續不間斷發射,可進行多種中轉掃描模式。新西蘭大吉公司(TAIT)生產的T800Ⅱ中轉臺以獨特的插板式結構和 100W的大功率等特點也得到特殊用戶的歡迎。日本威泰克斯公司也在2003年的“通信奧運”展覽會上推出了VXR7000型中轉臺。2002年澳大利亞 SPECTRA公司生產的“頻譜”專業基地/中轉臺MX800通過國內的代理商也打入了中國市場。該公司是世界上專門從事無線電通信設備制造的著名公司,其產品通過十項國際認證。MX800型中轉臺采用了一系列新的技術,如采用軍用級別的模塊結構,采用高速閉鎖及高速發射技術等,可實現遠端遙控、遠程設置和監測自我診斷功能。其頻率范圍包括30-960MHE內的各個頻段,頻率穩定度1PPm,發射啟動時間小于4ms.新西蘭大吉公司近期推出的 TB8100基地/中轉臺則采用當今最前沿的數字通信技術(RISC處理器和DSP數字信號處理器),功率從5W、50W至100W是目前性能和技術水平都很高的基地/中轉臺。
二、從通信工作方式上,單工通信工作的單工機和雙工通信工作的雙工機 單工通信工作的單工無線對講機 單工通信是指在同一時刻,信息只能單方向進行傳輸,你說我聽,我說你聽。這種發射機和接收機只能交替工作,不能同時工作的無線電對講機叫做單工機。單工機工作是以按鍵控制收和發的轉換,當按下發射控制鍵時,發射處于工作狀態,接收處于不工作狀態,反之,松開發射按鍵時,發射處于不工作狀態,接收處于工作狀態。單工機根據頻率使用情況,又分為同頻單工機(或稱單頻機)和異頻單工機(或稱雙頻機、準雙工機、半雙工機)。同頻單工機是指發射和接收都工作在同一頻率上。其優點是:僅使用一個頻率工作,它能最有效地使用頻率資源,由于是收發信機間斷工作,線路設計相對簡單、價格也較便宜。缺點是:雙方要輪流說話,即對方講完之后,我方才能講話。使用起來不如打電話那樣方便、習慣。但從頻率資源的利用來講,單工機是主流機型。異頻單工機只是在有中轉臺的無線電通信系統中才有使用。現在很多單工機既能同頻工作又能異頻工作。 雙工通信工作的無線對講機 雙工通信是指在同一時刻信息可以進行雙向傳輸,和打電話一樣,說的同時也能聽,邊說邊聽。這種發射機和接收機分別在兩個不同的頻率上(兩個頻率差有一定要求)能同時進行工作的雙工機也稱為異頻雙工機。雙工機包括雙工手持機、雙工車載機、雙工基地/中轉臺。雙工手持機大多在VHF頻段和UHF頻段上跨段工作。一般將雙工手持機稱為跨段雙工手持機。其工作時,或VHF發射、UHF接收,或UHF發射、VHF接收。而雙工車載機及基地/中轉臺就不存在這個問題,可以跨段雙工工作,也可以做成(VHF或UHF頻段的)同頻雙工機。由于使用了將收、發信號進行隔離的雙工器或使用收、發分開的雙天線,在VHF、 UHF頻段中,只要有一定的頻差(國家標準VHF頻段為5~7MHZ、UHF頻段為10MHZ)就可以完成同頻雙工工作。雙工機雖然使用方便,但線路設計較復雜,價格也較高,特別是在頻率資源的利用上極不經濟,所以除在特殊場合下需使用雙工機(手持機和基地/中轉臺)外,雙工車載機在國內專業通信中幾乎沒有得到使用(在八十年代,在一些行業中,如水利、電力系統UP450、KG106等進口機型以及國產的雙工頻段機。到九十年代大部分都不再使用)。特殊場合使用雙工機,就是用于轉發的中轉臺或作指揮用的基地臺。雙工機還有一個特點是,作為雙工基地臺可以通過接口設備實現無線網絡和有線網絡的聯接。這個接口設備就是有無線接駁器(或又叫轉接器)。通過它,有線電話可以和無線對講機通話,反之對講機通過撥號可以打有線電話。這種設備在八十年代后期到九十年代中、前期,在國內很流行。在這一點上,單工機是無法實現的。因為單工機的收、發都是同一個頻率。在九十年代中期的全雙工集群通訊系統中,號稱“小大哥大” 的跨段集群雙工手持對講機和車載機曾經有過短暫的風光。其基站的發射頻點UHF頻段,接收頻點是VHF頻段,反之,移動臺的發射頻點是VHF頻段,接收頻點是UHF頻段。這些跨段雙工手持對講機有日本ICOM公司的IC-W21AT、IC-T21CP/T31CP,日本建伍公司的TH-78A/79A,臺灣ADI公司的AT68C/88C、X98C,深圳天立通公司的TH82。跨段集群全雙工車載臺,有日本ICOM公司的IC-281H/481H、日本建伍公司的TK-733、深圳天立通公司的TH811、臺灣ADI公司的MR588。到了九十年代后期,隨著“大哥大”的普及,價格的降低,體積的縮小,使用的方便,功能的增加,跨段雙工集群通訊系統很快從“共用網”到“專用網”都隨之淘汰,目前僅剩少數專用跨段雙工集群通訊系統在運行中。 三、從技術設計上,模擬對講機和數字對講機
無線電對講機在設計技術方面,可分為采用模擬通信技術設計的模擬對講機(也稱為傳統對講機),以及采用數字技術進行設計的數字對講機。模擬對講機是將儲存的信號調制到對講機傳輸頻率上,而數字對講機則是將語音信號數字化,要以數字編碼形式傳播,也就是說,對講機傳輸頻率上的全部調制均為數字。只有直接采用數字信號處理器的對講機才是真正意義上的數字對講機,而采用數字控制信號的對講機(如集群系統的對講機)則不屬于數字對講機。數字對講機有許多優點,首先是可以更好地利用頻譜資源,與蜂窩數字技術相似,數字對講機可以在一條指定的信道上如25KHZ裝載更多用戶,提高頻譜利用率,這是一種解決頻率擁擠的解決方案,具有長遠的意義。其次是提高話音質量。由于數字通信技術擁有系統內錯誤校正功能,和模擬對講機相比,可以在一個范圍更廣泛的信號環境中,實現更好的語音音頻質量,其接收到的音頻噪音會更少些,聲音更清晰。最后一點是,提高和改進語音和數據集成,改變控制信號隨通訊距離增加而降低的弱點,與類似集成模擬語音及數據系統相比,數字對講機可以提供更好的數據處理及界面功能,從而使更多的數據應用可以被集成到同一個雙向無線通訊基站結構中對語音和數據服務集成更完善、更加方便。這三大特點使數字對講機成為未來對講機技術發展的必然趨勢。七十年代摩托羅拉率先將數字技術引入對講機系統設計中,1975年生產出數字語音加密的DVP對講機,1980年研制了一套數字數據通信系統,在1991年的沙漠風暴行動中,使用了35000臺數字對講機。很顯然,隨著無線電通信技術的發展,人們對無線通信質量的要求的提高以及頻譜資源的日益高漲,數字對講機必將有著巨大的需求市場。但不管數字對講機有多廣泛的應用,在對講機技術上已經十分成熟的模擬技術,在很長一段時間內還將繼續為對講機的設計服務,向體積小、成本低、功能強、更商品化的方向發展,以滿足通訊用戶的不同需求。數字對講機在短時間內不可能代替模擬對講機,這二種對講機將發揮各自特點共同發展。
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