雙向無線電通信的基本原理

2019-11-03 09:15:29

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供稿：網友

羅杰

　　摩托羅拉的雙向無線電通信系統于五十余年前第二次世界大戰時由軍方率先采用，讓軍人在行動時以無線電對講機彼此通話，當時的手機稱為步話機（ｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅｓ）。

　　雙向無線電在軍方使用非常普遍，在無電話線路的地區，軍方人員就采用無線電。在今天，無線電已經廣泛地用于保安、公共服務和公用事業，以及商業和個人等用途。

　　雙向無線電的主要優點是直接點對點，不須任何基本設施，只有雙方調到相同的頻率，便可彼此通話。

雙向無線電通信的原理

　　雙向無線電對講機是用于發射和接收語音信息。每一部雙向無線電對講機包含一個發射器和一個接受器、一個麥克風和一個擴音器、一條天線和一組電源。手提式雙向無線通訊以電池為電源，而車裝式無線電可使用汽車的電源。

　　用戶對著麥克風說話，語音信號即轉換為電子信號。此信號經發射器處理放大為無線電信號，再傳送至天線，由天線把無線電信號發射至空中。

　　受信方的天線接收無線電信號，把此信號送到接收器。接收器將此無線電信號轉變為原來的語音，再由無線電對講機的擴音器放出來，此時就可聽見原來的信息。

簡單的雙向無線電系統

　　兩部以上的無線電對講機彼此“對話”時，它們必須在同一個頻率上運作。在單一頻率單工系統，每位無線電用戶可以在任何時間發射或接收信息。這與電話系統不同，電話是雙工系統，可以同時發言和聆聽。

　　因而，用戶在發話前，必須注意無線電系統的頻道是否開放。

高效率雙向無線電通信步驟

　　如果所有無線電用戶都遵守下列規則，就可達成高效率的雙向無線電通信。

　　１．不打斷其它用戶的發言。隨時注意頻道上的通話情形。大部份雙向無線電對機上都有一個監聽按鈕。壓下此按鈕便可聽到頻道上的通話情形。發送前頻道必須是空白的。

　　２．把對講機維持在垂直位置，擴音器——麥克風維持在嘴巴正前方三寸處。

　　３．發話時，對著麥克風緩慢地、清楚地說話。長話短說，才不會霸占語音頻道太久。

噪音抑制

　　噪音抑制是指降低、抑制或消除無用的無線電信號或噪聲，讓它們不會從擴音器傳出來。無線電對講機所出現的背景噪聲是未使用噪音抑制的結果。大部份無線電對講機都配備噪音抑制模式（載波抑制或編碼抑制）和抑制水準的選擇開關或按鈕。

載波抑制和編碼抑制

　　載波抑制在不發射時防止噪聲自擴音器出來，因而屬于安靜的備用作業。

　　編碼抑制讓無線電以編碼方式只聽到他們所要的信息。換言之，它過濾了轉往特定無線電用戶以外的所有其它信息，只有編碼相同的無線電對講機在編碼模式下才能聽到所發的信號。編碼抑制分為ＰＬ（ＰｒｉｖａｔｅＬｉｎｅ專用線路）的單音編碼抑制和ＤＰＬ（ＤｉｇｉｔａｌＰｒｉｖａｔｅＬｉｎｅ數字化專用線路）的數字化編碼抑制兩種。

　　大部份無線電對講機都配備一個監聽按鈕，讓客戶取消噪音抑制、解除編碼抑制模式。壓下此按鈕時，擴音器即傳出頻道上的所有語音通話。以相同的頻率而以不同的抑制編碼通話時，發話前必須先聆聽、確定頻道上無其它語音通話。否則，同時發話會破壞已經在進行中的通話。

ＰＬ和ＤＰＬ編碼噪音抑制系統

　　單音編碼抑制系統使用次音頻，可使用４２種不同的單音編碼。數字化編碼抑制系統的功能和單音編碼抑制系統相同，但可使用８４種不同的數字編碼，不使用音頻來“開啟”擴音器。

　　雖然這些系統都稱為“專用線路”，但實際上不具保密功能。如果用戶遵守規律，多少還有點隱密性，但任何用戶接聽時，都可以在頻率上聽見。因而，用戶必須了解編碼抑制的效益和限制。

頻率和頻道

　　頻率和頻道是無線電通信中常用的術語。每一部雙向無線電產品的規格上都會清楚地列出其作業頻率。同時，主管機構發出的使用執照上也列出其作業的特定頻率。

　　無線電用戶增加、頻譜愈來愈擁擠時，頻率使用管制愈為必要。

　　簡言而之，頻道就是無線電發射和接收信息的頻率。然而、頻道負載是指同一頻道所指定的用戶數目。在無線電使用頻繁的地區，頻道負載可能有效地限制了可使用的頻道數和客戶的通話能力。

　　無線電對講機可使用數條頻道時，用戶就可一條一條地測試，找到可以使用的空白頻道。同時、可使用的頻道較多時，用戶群組的組織更方便。

　　如無線電對講機具備ＰＬ／ＤＰＬ編碼噪音抑制功能，如果用戶群組都具有相同的ＰＬＤＰＬ編碼，就可加以組合，從而在同一條頻道上作業。除非他們要轉換頻道，轉到其它頻率，他們就可設定在其通話小組的頻率上。

涵蓋范圍

　　無線電涵蓋范圍指它的可能通話距離。涵蓋范圍視許多因素定，諸如：

　　■無線電對講機的功率，即發射無線電信號的強度１Ｗ－５Ｗ

　　■無線電信號所必須經過的地形：郊外市區

　　■作業頻率ＶＨＦＵＨＦ

　　低頻率無線電涵蓋的距離大于高頻率。一般而言，無線電信號受各種障礙物以及空氣中各種顆粒、例如水蒸氣和灰塵的影響。樹木、濃密的樹葉、建筑物和混凝土地板也會限制涵蓋范圍。總之，郊區的無線電通話距離比都市內遠。

　　戶外

　　一瓦特功率輸出的ＵＨＦ無線電在戶外的涵蓋范圍、即在非常開闊的環境、山崗和樹木等障礙物非常少時，一般可達兩公里。如地形上的障礙增加，則涵蓋范圍縮短。

　　大樓建筑

　　在大樓建筑中，一瓦特功率輸出的ＵＨＦ無線電的涵蓋范圍可達二至二十層樓，但涵蓋范圍會受建筑物造形和建筑材料的影響。

----《通信世界報》