第一章：VHF通信系统概述

各位同学，大家好。我是你们这门课的老朋友。今天咱们正式开始聊VHF通信。

VHF，全称Very High Frequency，中文叫甚高频。频率范围呢，国际标准是30MHz到300MHz。但在实际工程中，我们最常打交道的，是108MHz到174MHz这一段。为什么？因为航空、海事、应急通信，全挤在这儿了。

我个人习惯把VHF叫做“视距通信的黄金频段”。你想想看，频率再低一点，天线太长，设备笨重；频率再高一点，绕射能力差，雨衰也大。VHF正好卡在中间——传播稳定，设备好做，天线也小巧。我当年刚入行时，师傅就跟我说：“搞通信，先搞懂VHF，这是基本功。”嗯，现在我也把这句话送给你们。

1.1 频率范围与划分

VHF频段虽然宽，但并不是所有频率都能随便用。国际电信联盟（ITU）和各国无线电管理机构，早就把这块蛋糕切好了。

频率范围	主要用途	备注
30-88 MHz	军用战术通信、公共安全	跳频电台常用
108-118 MHz	航空导航（VOR、ILS）	调幅制式
118-137 MHz	航空语音通信	AM，25kHz信道间隔
137-174 MHz	海事、应急、业余无线电	FM为主
174-230 MHz	数字广播（DAB）、电视	部分区域已重新规划

这里我要提醒一句：做设计前，一定先去查当地频率划分表。我曾经有个项目，滤波器设计好了，结果发现目标频段被重新分配给了数字广播。那叫一个尴尬。所以，频率规划是第一步，别偷懒。

1.2 传播特性

VHF的传播，说白了就是“视距传播”。什么意思？就是发射天线和接收天线之间，最好能互相看得见。地球是圆的，所以通信距离受限于地球曲率。

理论公式很简单：

d ≈ 4.12 × (√h1 + √h2)

其中：
d = 通信距离（公里）
h1 = 发射天线高度（米）
h2 = 接收天线高度（米）

举个例子：你的天线架在10米高的楼顶，对方天线在船上也是10米高。那么最大通信距离大约是：

d = 4.12 × (√10 + √10) = 4.12 × (3.16 + 3.16) ≈ 26公里

嗯，差不多就是25-30公里。但实际中，我见过有人用VHF通联到100公里以外。为什么？因为大气波导效应。说白了，就是大气层在某些天气条件下，会像波导一样把信号“弯”着传出去。我在沿海做海事通信项目时，就遇到过这种情况——明明只有25瓦的发射功率，结果信号传到了80公里外的岛屿。当时还以为是设备坏了，后来才发现是大气波导在帮忙。

但别高兴太早。VHF也有它的“脾气”：

• 多径衰落：城市里高楼林立，信号反射来反射去，容易产生多径干扰。我调试过一套车载VHF系统，在市中心十字路口，信号突然掉到-120dBm。后来发现是四栋玻璃幕墙大楼造成的多径抵消。
• 阴影衰落：山体、大型建筑物会挡住信号。说白了，就是“一山更比一山高”。
• 雨衰：VHF频段雨衰不大，但暴雨天还是会有1-2dB的额外损耗。做链路预算时，我习惯留3dB的余量。

1.3 典型应用场景

VHF的应用场景，我归纳为三大块：航空、海事、应急。这三块我都做过项目，各有各的门道。

1.3.1 航空通信

航空VHF通信，频率集中在118-137MHz。用的是调幅（AM）制式。为什么用AM？因为AM信号在多个电台同时发射时，接收机能听到最强的那个，而且抗多普勒频移能力强。飞机飞得那么快，频移是家常便饭。

我记得有一次帮某机场调试塔台通信系统。塔台离跑道尽头大概3公里，但飞机在跑道远端时，信号质量很差。排查了半天，发现是塔台天线的高度不够，被候机楼的金属屋顶挡住了。后来把天线升高了5米，问题解决。嗯，天线高度，永远是VHF通信的第一要素。

航空通信的信道间隔是25kHz（老系统）和8.33kHz（新系统）。欧洲已经全面推行8.33kHz间隔，国内还在过渡期。做设计时，我建议直接支持8.33kHz，兼容25kHz。这样既满足当前需求，又不会过时。

1.3.2 海事通信

海事VHF，频率范围156-174MHz。这是国际海事组织（IMO）规定的全球遇险和安全频段。其中，156.8MHz（16频道）是国际遇险和安全呼叫频道。任何船舶，只要在海上，就必须24小时守听16频道。

我在做海事VHF收发信机时，特别注意了以下几点：

• 防水防盐雾：海上环境恶劣，设备必须达到IP67以上。我见过一台没做三防处理的设备，在船上用了三个月，内部电路板就锈蚀得一塌糊涂。
• 双值守功能：海事电台必须能同时监听16频道和工作频道。这是硬性要求。
• DSC数字选呼：现在的海事VHF都支持DSC功能。遇险时一键发送位置信息。这个功能，关键时刻能救命。

1.3.3 应急通信

应急通信，是VHF的另一个重要战场。地震、洪水、台风等灾害发生时，公网基站往往瘫痪。这时候，VHF对讲机就是最可靠的通信手段。

应急通信有几个特点：

• 快速部署：设备要轻便，开机即用。我参与过某省应急通信系统建设，要求从开箱到通联，不超过3分钟。
• 电池续航：至少8小时连续工作。我习惯用18650锂电池组，容量大，更换方便。
• 频率灵活：应急频率通常是预先规划的，但也要支持现场临时改频。所以，频率合成器要支持宽频段覆盖。

这里说个真实案例。某年山区发生泥石流，公网全断。救援队带着VHF中继台，架设在半山腰。因为地形遮挡，山脚下的救援人员和山顶的指挥部通联不上。后来我建议他们把中继台的天线用气球升到30米高。结果通信距离从5公里直接扩展到20公里。说白了，应急通信，天线高度就是王道。

1.4 本章小结

好了，第一章的内容就这些。咱们回顾一下：

• VHF频率范围30-300MHz，工程常用108-174MHz
• 传播以视距为主，受天线高度影响最大
• 航空用AM，海事和应急用FM
• 做设计时，频率规划、天线高度、环境适应性，一个都不能少

下一章，咱们开始聊VHF收发信机的系统架构。我会从接收机前端讲起，包括低噪声放大器、混频器、中频滤波器的设计。嗯，那才是真正动手的地方。

各位，下章见。