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車載對講機|車載電臺的基本組成

2020-07-29 17:04:45

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  一般的車載電臺多工作在VHF/UHF超短波波段,其特點是視距傳播模式信號傳輸穩(wěn)定,如果沒有較大的障礙物阻擋,通信距離可以達十多公里甚至數(shù)十公里。同時,車載電臺采用FM調(diào)頻制式工作,信號的抗干擾性能更強,話音信號可以保持更清晰飽滿,方便普通的汽車使用者使用車載電臺完成通信。車載電臺通常由電臺主機、天饋線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等組成。

  電臺主機即車載電臺。它是無線電發(fā)射機和接收機的結(jié)合,可以將本地話音信號轉(zhuǎn)換為無線電波發(fā)射到空中,也可以接收來自對方的無線電信號。電臺主機是使用者最直觀能看到的部分。它的大小與普通汽車收音機體積大小相仿。根據(jù)型號、功能、性能、廠商的不同體積會有出入,面板布局也有差異。

  談?wù)勡囕d電臺的三大指標

  車載電臺關(guān)鍵的指標包括頻率、功率、制式等。根據(jù)用途不同,電臺的頻率范圍也各不相同。商用專業(yè)電臺VHF段頻率覆蓋136 MHz -174MHz,稱為V全段電臺;有的為V低段電臺,頻率覆蓋136 MHz -160MHz;也有的為V高段電臺,頻率覆蓋148 MHz -174MHz。商用專業(yè)電臺UHF段全段頻率覆蓋400 MHz -470MHz;U低段電臺,頻率覆蓋400 MHz -430MHz;U高段電臺,頻率覆蓋40 MHz -470MHz。如果是業(yè)余電臺,VHF波段則工作在144 MHz -148MHz范圍,UHF波段工作在430 MHz -440MHz。如果能具有在UHF、VHF兩個波段工作的能力,則成為雙波段電臺。這種車載電臺的價格要稍高于波段的電臺。功率是決定車載電臺發(fā)射能力強弱的參數(shù)。一般而言,發(fā)射功率越大,有效通信距離就越遠,發(fā)射功率越小,通信距離就越近。與手持式對講機相比,車載電臺的功率相對較大,其輸出功率可達25W-50W,最大功率甚至有70W。輸出功率越大,耗電量將越大,對發(fā)射機、饋線、天線的要求就越高。雖然發(fā)射功率增大對通信距離增加有幫助,但實踐證明當發(fā)射功率超過25W以后,增加功率而提升的通信距離已經(jīng)很難被察覺出來。為了減少干擾,讓通信話音質(zhì)量更穩(wěn)定,車載電臺更多采用的是FM調(diào)頻制式。這與汽車上的調(diào)頻收音機一樣,只是不能傳送立體聲信號。只有車載電臺在短波工作時才會采用單邊帶SSB制式,主要目的是節(jié)省占用的信道帶寬。當車載電臺在航空頻率上通信時,雖然也是在超短波波段有足夠的頻率帶寬,但為了減少航空器快速移動產(chǎn)生的多普勒頻移效應(yīng)對通信的影響,通常采用AM調(diào)幅制式工作。這與汽車收音機的中波廣播一樣。普通的車載通信應(yīng)用,電臺制式只要FM調(diào)頻制式即可滿足需求。車載電臺選擇,除了考慮以上三個重要的指標參數(shù)以外,為了適應(yīng)不同的汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點,還應(yīng)考慮主機的整體結(jié)構(gòu)。車載電臺整體結(jié)構(gòu)可分為一體結(jié)構(gòu)和分離結(jié)構(gòu)。一體結(jié)構(gòu)是指,電臺的控制單元(通常是面板部分)和發(fā)射接收單元是一個整體。安裝時可以將它安裝在汽車控制臺收音機、音響的安裝槽中。分離結(jié)構(gòu)則是指,電臺的控制單元與發(fā)射接收單元分開,通過控制線連接。這種結(jié)構(gòu)安裝時可以更靈活:將控制單元放在方便操作的位置,而將發(fā)射接收單元放在汽車后備箱或座位下部。這樣可以更加充分的利用有限的車內(nèi)空間,即照顧到操作的方便性,又能滿足電臺安裝的客觀需求。

  車載電臺的天、饋系統(tǒng)

  車載電臺與其他的電子產(chǎn)品不同,僅買回主機裝好還不能用,要發(fā)揮它優(yōu)良的通信功能,還需要配套的饋線和天線系統(tǒng)。饋線和天線系統(tǒng)從外觀和物理結(jié)構(gòu)上看很簡單,但在高頻下工作時它們所呈現(xiàn)的特性與一般汽車低頻率電子電路大相徑庭。

  目前車載電臺使用的饋線主要是阻抗為50歐姆的同軸電纜,另一種常見且外觀相同的同軸電纜阻抗為75歐姆,主要用于有限閉路電視傳輸,不適合車載電臺。同軸電纜也叫同心電纜,由芯線導(dǎo)體和與他同圓心軸線的外屏蔽層構(gòu)成,它是一種不平衡的高頻傳輸線結(jié)構(gòu),其主要作用是把電臺主機的輸出功率傳遞到天線,或者把天線感應(yīng)到微弱信號傳遞到電臺接收機。根據(jù)使用車型不同、具體位置的差異和傳送距離的遠近,車載電臺選用粗細不等的同軸電纜。汽車電臺常用到的電纜型號后綴為-5或-3,分別表示外壁直徑粗細。電纜越粗,信號傳遞能量損失越小,但安裝施工時不方便,有的狹窄縫隙也無法通過;電纜越細,信號傳遞能量損失越大,不過細電纜質(zhì)地柔軟,施工和使用時都方便彎折。通常的原則是,距離長時選用較粗的電纜導(dǎo)線,距離短時可以選擇較細的電纜導(dǎo)線。同軸電纜型號前面綴的英文字母代表電纜使用不同的材料和物理結(jié)構(gòu)。中間的數(shù)字“75”表示電纜阻抗為75歐姆,數(shù)字“50”表示電纜阻抗為50歐姆。

  電纜與電臺和天線連接采用活動的接插件固定,這個接插件就通常所說的插頭,或者叫饋線頭。根據(jù)電臺工作頻率高低、功率大小、廠商品牌不同,饋線插頭采用多種標準,在車載電臺中常用的型號為M型和N型。每種型號的插頭又分插座和插頭,也叫母頭和工頭。不同型號的電纜插頭、插座間可以通過轉(zhuǎn)換插頭直接互通。很多人對無線電通信的初步認識都來源于天線,一般都能通過天線識別是不是有無線電發(fā)射裝置。電臺天線是整個電臺系統(tǒng)里結(jié)構(gòu)最簡單但原理最復(fù)雜、參數(shù)離散性最大的部件。這也是很多電臺問題出在天線上的根本原因。

  受汽車車體安裝位置、體積和行駛安全等因素的限制,在UHF/VHF超短波波段工作的車載天線幾乎都采用GP天線,也叫垂直地網(wǎng)天線,其外觀形式是一根與地面垂直的導(dǎo)體和一個底座的組合。有的汽車玩家根據(jù)GP天線的外觀形式給它起了個外號叫“苗子”,象是一根插在汽車上的植物苗。汽車GP天線底座有的是一個磁鐵吸盤,有的是一個緊固在車體上的金屬座。天線系統(tǒng)通過底座的特定耦合形式,讓整輛汽車的金屬殼體成為天線地線的一部分,也就是“垂直地網(wǎng)天線”意思中的地網(wǎng)。因此,專用于車載的GP天線通常不適宜離開汽車單獨使用。

  汽車天線主要的技術(shù)指標包括四項:工作頻率、通頻帶寬、最大承受功率、增益。天線的工作頻率是天線匹配工作效果最佳的頻率點,這個最佳工作頻率點應(yīng)該選為電臺工作的中心頻率。不同工作頻率的天線從外觀和尺寸上看差別不大,就算是專業(yè)人員也很難單憑肉眼判斷出天線的準確工作頻率。只有配用最合適頻率的天線才能讓電臺通信距離最遠,否則不但通信距離會大打折扣而且還會損壞電臺的發(fā)射模塊。根據(jù)用途的不同,有的天線只需固定在一個頻率點工作,有的天線卻需要能在一組頻率點上分別工作。如果這一組頻率點很接近,那么選擇這些頻率數(shù)值相對居中的一點或者最重要的那點作為天線的工作頻率;如果這組頻率點間隔相對較遠就需要配用通頻帶寬的寬帶天線,以便不同頻率上都能獲得最佳的通信效果。有效工作頻率點間隔越近的天線通頻帶寬越窄,有效工作頻率點間隔越遠的天線通頻帶寬越寬。通頻帶越寬的天線增益越小,同頻帶越窄的天線增益越高。有的天線為了滿足在多個波段工作的要求,通過一定的電器匹配可以分別工作在多個波段。車載超短波天線很多可以滿足在UHF/VHF兩個波段工作,稱為雙段天線。天線增益改善可以讓有效通信距離增加。當其他通信條件不能改善時,提高天線增益是增加通信距離主要手段之一。天線的增益主要決定于天線結(jié)構(gòu),根據(jù)設(shè)計的需要通過改變GP天線導(dǎo)體的長度配合地網(wǎng)的調(diào)整讓天線獲得不同的增益。天線增益與天線的通頻帶寬是一對矛盾的參數(shù)。天線增益越高則通頻帶越窄,天線通頻帶越寬則增益必然越低。標準的GP天線垂直部分導(dǎo)體長度應(yīng)該是電臺工作頻率波長的四分之一,UHF波段大約為0.18米,VHF波段大約為0.5米。車載超短波天線為了特定物理尺寸或者適應(yīng)汽車安裝的幾何需求通常會通過電感或電容加載的方法來縮小體積。我們使用的車載GP天線很多都比標準長度短。雖然長度減小對汽車安裝使用帶來一定的便利性,但這種縮短會影響天線的增益和效率。

  車載電臺的供電系統(tǒng)

  車載電臺的供電與汽車上的其他電器一樣,都直接取用車輛的電源系統(tǒng)。電臺的標準供電電壓為13.8伏,小型車輛12V電壓電源系統(tǒng)可以直接取電。如果是大中型車輛或電動動力汽車采用24V或48V電源,則需要電源適配器轉(zhuǎn)換電壓輸出13.8伏或12V電源才能使用。需要注意的是電臺與其他車載電器的不同。一是電臺發(fā)射時電流消耗大。其工作在發(fā)射狀態(tài)時電源消耗電流可以達7安培-8安培,甚至15安培以上。這與車載收音機、音響等小功率用電器相比,在電源連接上要特別考慮可靠性。二是電臺在汽車電器中是高頻率工作設(shè),它既會受到汽車發(fā)動機、其他電器設(shè)備雜散電磁波信號干擾,也會由于高頻大功率發(fā)射信號的耦合干擾到汽車電器。另外作為一個高頻無線電設(shè)備,不僅汽車整體金屬框架成為其電磁波輻射地網(wǎng)系統(tǒng)的一部分,供電電源也是高頻電流回路的組成部分。如果車載電臺供電系統(tǒng)處理不當,輕則會導(dǎo)致電臺無法正常工作或通信效果不好,重則會導(dǎo)致電臺損毀或汽車其他電器控制系統(tǒng)受到干擾而影響到行車安全。