电源、天线课程设计思路

1. 电源、天线课程设计思路 柳邦声 青岛远洋船员学院

2. 电源、天线、PSC检查与电台管理 主要内容： 1、船舶电源 1)船舶电源的形式、分类与要求 2)船舶通信备用电源及其日常维护 2、船舶天线 1)船舶天线的作用 2)船舶天线的分类及其日常维护 3、PSC/FSC检查 1)PSC/FSC检查的目的 2)PSC/FSC检查的主要内容和应对办法 4、船舶电台的日常管理 1）船舶电台的识别 2）船舶电台的日常管理 3）船舶电台的文件及其管理规定

3. 电源、天线 • 一、大纲的要求： • 1. 掌握船舶电源的相关要求 • 1.1 船舶电源的形式与分类 • 1.2 船舶电源的组成 • 1.2.1 船舶主电源与作用 • 1.2.2 船舶应急电源与作用 • 1.2.3 国际公约对船舶备用电源的要求与规定 • 1.2.3.1 船舶备用电源的组成类型 • 1.2.3.2 船舶备用电源的作用 • 1.2.4 船舶主用电源、应急电源和备用电源的关系

4. 电源、天线 • 1.3 船舶备用电源---蓄电池的组成和维护 • 1.3.1 蓄电池的分类 • 1.3.2 酸性蓄电池的组成 • 1.3.3 酸性蓄电池的工作原理 • 1.3.4 酸性蓄电池的维护 • 1.3.4.1 电解液的配制 • 1.3.4.2 酸性蓄电池的充放电 • 1.3.4.3 酸性蓄电池的日常维护

5. 电源、天线 • 1.3.5 碱性蓄电池的分类 • 1.3.6 碱性蓄电池的安装要求 • 1.3.7 碱性蓄电池的充放电要求 • 1.3.7.1 碱性蓄电池的初充电 • 1.3.7.2 碱性蓄电池的正常充电 • 1.3.7.3 碱性蓄电池的过充电 • 1.3.7.4 碱性蓄电池的正常放电 • 1.3.8 碱性蓄电池的日常维护 • 1.3.9 碱性蓄电池的故障诊断

6. 电源、天线 • 2. 掌握船用天线的相关要求 • 2.1 船用天线的作用 • 2.2 船用天线的分类 • 2.2.1 船舶常用的地面通信天线分类与特点 • 2.2.2 船舶常用的卫星天线分类与特点 • 2.3 船用天线的日常维护和保养 • 2.3.1 船用地面通信天线的维护和保养 • 2.3.2 船用移动站卫星天线的维护和保养 • 2.3.3 船用天线的故障诊断 • 2.4 船用天线的安装与注意事项

7. 船舶电源 • 二、讲课的主要思路 • 1、船舶电源的形式 • 1）交流电源 • 2）直流电源 • 2、船舶电源的分类 • 1）主用电源 • 2）应急电源 • 3）备用电源

8. 船舶电源 • ３、船舶电源及其作用 • 1）船舶主电源：由船舶辅机发出，供船舶日常用电。 • 2）船舶应急电源：由船舶应急发电机发出或蓄电池组提供，分为大应急电源和小应急电源； • 3）船舶通信用备用电源:由蓄电池组提供，主要为船舶通信设备供电。

9. 船舶电源 • ４、国际公约对于船舶通信备用电源的要求 • 1、船舶配备应急电源，且完全符合国际公约的要求，备用电源的供电时间的具体要求是1小时。 • 2、船舶配备应急电源，但是不完全符合国际公约的要求，对备用电源的供电时间的具体要求是6小时。 • 3、正常航行时，船用主电源应当向所有的无线电设备及其附属设备供电； • 4、正常航行时，船用主电源必须向其备用电源组成部分的任何蓄电池供电。

10. 船舶电源 • ４、国际公约对于船舶通信备用电源的要求 • 5、通信备用电源必须独立与船舶动力推进系统和船舶电力系统。 • 6、除VHF设备外，如果备用电源还与其它无线电设备相连，其供电时间和容量应当符合上述要求。当同时只能与一台设备相连接时，按功率最大的计算。 • 7、备用电源应向电器照明设备供电。 • 8、对充电设备的要求：备用电源的充电设备应当在10个小时之内通过充电是备用电源达到最小的容量。

11. 船舶电源 • ５、船舶主电源、应急电源和备用电源的关系。 • 主电源对所有的用电设备供电，即船舶日常供电；应急电源在主电源失电后对于船舶部分重要设备供电，通信备用电源的作用是在主电源、应急电源失电后向船舶通信设备及其附属设备和照明供电。

12. 船舶电源 • ６、通信备用电源负荷的计算 • 船舶在遇险时，无线电设备要求电源的符合的计算方法是： • ½发送电流+接收电流+附属设备消耗的电流。 • ７、对于备用电源容量的检查方法 • 1．当船舶不出海时，应在不超过12个月的间隔期内，使用适当的办法检查蓄电池组的容量，检查蓄电池容量的一种办法是用通常工作电流和时间（如10h）对蓄电池彻底充电和放电。 • 2、对充电情况的评定可以在任何时候进行，但是当船舶在海上航行时，不应进行大量放电。

13. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • ８、蓄电池的种类与特点 • 1、蓄电池的种类 • 1）酸性蓄电池 • 2）碱性蓄电池 • 2、蓄电池的特点 • 1）酸性蓄电池 • 历史悠久，用途广泛，价格低廉，船上多用，外壳不带电。 • 2）碱性蓄电池 • 工作电压平稳，可大电流放电，机械强度高，使用寿命长，但价格较高。

14. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • ９、酸性蓄电池的组成与结构 • 1、酸性蓄电池的组成 • 铅酸蓄电池主要由正、负极板，隔离板，电解液和电池槽等部件组成

15. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • ９、酸性蓄电池的组成与结构 • 2、酸性蓄电池的结构 • 3、酸性蓄电池各部分的作用

16. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 10、酸性蓄电池的工作原理 • 11、酸性蓄电池的维护

17. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 11、酸性蓄电池的维护 • 1、电解液的配置 • 3）配制时的注意事项 • ①由于硫酸极易溶于水，且在溶解过程中，会释放出大量的热。所以在制备电解液时，一定要把硫酸慢慢地沿着容器壁倒入水中，同时不断搅拌。千万不能把水倒入硫酸中。 • ② 配好的电解液不能立即倒入蓄电池中，必须待电解液的温度冷却至室温时才能注入蓄电池。 • ③ 要注意穿戴好防护用具。

18. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 十一、酸性蓄电池的维护 • 2、酸性蓄电池的充放电 • 1）充电 • ①充电前的准备工作。 • ②新蓄电池充电。 • ③蓄电池的均衡充电。 • 2）放电的注意事项 • ①充电的电池要定期放电使用。 • ②不可将电池剧烈放电，连续放电时间不超过24小时。 • ③放电后要尽快充电，不要超过24小时。 • ④做好放电记录，发现不正常立即解决。

19. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 11、酸性蓄电池的维护 • 3、酸性蓄电池的日常维护 • 1) 建立蓄电池充放电记录本，认真记录各组电池工作情况。 • 2) 电池使用中要保持各部分表面清洁。 • 3) 注意盖子要拧紧，但盖子上的通气孔必须畅通。 • 4) 每周检查一次液体密度，若密度降至 1.245，应立即充电，以防老化。 • 5) 若液面因蒸发而低落，只能加蒸馏水，不能加硫酸，液面应高出极板10－15毫米。若电解液面降低较多，则必须加进电池中同样浓度的电解液。 • 6) 船用电池一般可每月进行一次全充全放操作。 • 7) 蓄电池安放间的室内温度不得超过45OC。

20. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 11、酸性蓄电池的维护 • 3、酸性蓄电池的日常维护 • 8) 电池接线柱如发现白色硫化物时，可用棉纱蘸苏打溶液揩去，将各接部分刮亮，涂上一薄层凡士林油。 • 9) 为了避免蓄电池发生短路，金属工具以及其他易导电的物件切不可放置在电池盖上。 • 10) 电池在寒冷地区使用时，不能使电池完全放电，以免电解液冻结，损坏电池。在寒冷地区使用的电池电解液浓度可适当增加。

21. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 12、碱性蓄电池 • 1、碱性蓄电池及其分类 • 碱性蓄电池由于极板的活性物质材料的不同，分为铁镍碱性蓄电池、镉镍碱性蓄电池、银锌碱性蓄电池。但由于碱性蓄电池价格昂贵，因而不如酸性蓄电池应用广泛。

22. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 12、碱性蓄电池 • 2、碱性蓄电池的安装要求 • 碱性蓄电池在充电过程中放出大量氢氧气体，需要通风装置，以防爆炸。碱性蓄电池允许与铅酸蓄电池装在同一室内，并且必须和可能产生火花的地方隔绝开。 • 3、碱性蓄电池充放电要求 • 1）初充电 ； • 2）正常充电； • 3）过充电； • 4）正常放电。

23. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 12、碱性蓄电池 • 4、碱性蓄电池的日常维护 • 1)蓄电池的外部与槽箱应保持清洁和干燥。将镀镍部分擦净之后，必须涂以凡士林油，以防生锈。 • 2)发现蓄电池外部有生锈痕迹时，应用布蘸石蜡擦试，切不可用金属工具或砂纸打磨。 • 3)经常检查橡胶垫，如发现损坏，应立即更换。 • 4)每次充放电前，应检查各极柱连接是否松动。 • 5)电解液面应保持高出极板10 ～ 15mm，如因蒸发而致电解液不足时，可添加纯水补充。液面应有适量的液状石蜡，以防止电解液和空气中的二氧化碳之间起化学反应。

24. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 12、碱性蓄电池 • 4、碱性蓄电池的日常维护 • 6)在任何情况下，都禁止明火靠近充电的蓄电池。蓄电池在使用和保存中，不能使用金属器具将正负极板或负极与外壳同时接触，防止短路。 • 7)当用固体氢氧化钾或氢氧化钠配制电解液时，为了避免碎片或溶液溅到眼睛、皮肤和衣服上，可在蓄电池室内准备含3%硼酸的溶液，以备清洗之用。

25. 船舶电源之船舶通信备用电源—蓄电池 • 12、蓄电池的容量 • 1、蓄电池的容量 • 蓄电池的容量Q=It 单位:安时(Ah) • 2、酸性蓄电池 • 以10h为标准放电(例200Ah:20A,放电10h); • 3、碱性蓄电池 • 碱性蓄电池以8h为标准放电.

26. 船舶天线 • 一、天线的作用 • 1、天线概述 • 天线是辐射或接收电磁波的装置。同时无线天线相当于一信号放大器，主要用来解决无线网络传输中因传输距离、环境影响等造成的信号衰减。 • 2、发射天线的作用 • 发射天线的作用是把已调高频电流的能量转换成电磁波能量向空间辐射出去； • 3、接收天线的作用 • 接收天线将电磁波能量转换为高频电流能量。

27. 船舶天线 • 一、天线的作用 • 4、收发天线的互易性 • 发射天线与接收天线都是一种能量转换装置，并且可以证明它们具有互易性，即收发天线可以互换使用，其参数基本不变。 • 二、船用天线的分类 • 1、船用天线分类 • 1）地面通信天线 • 2）卫星通信天线 • 3）雷达与导航设备天线

28. 船舶天线 • 13、船用天线的分类 • 2、地面系统天线 • 1）鞭状天线 • 目前船用组合电台及导航设备的主要天线，特点是架设容易，频带宽，缺点是功率容量小。 • 2）垂直半波偶极天线与棒状天线 • 主要用于VHF设备中，频带宽。 • 3）其他类型天线 • 主要有环形天线 、T型、Г型天线、直立桅杆式天线等 ，旧船上还能看到，但是新型船舶上已经淘汰。

29. (a）棒状天线 (b)半波偶极天线 船舶天线 地面系统天线图

30. 船舶天线 • 14、船用天线的分类 • 3、卫星通信天线 • 1）Inmarsat-C天线 • 是海事卫星通信系统中唯一的全向性天线，能够接收所有方向来的无线电波，不需要伺服装置调整天线指向。但是天线增益为0dB • 目前收发单元也做在天线里面

31. 船舶天线 • 14、船用天线的分类 • 3、卫星通信天线 • 2）Inmarsat-B/M天线 • 使用的是抛物面天线，天线具有很强的方向性，能获得获得较大的天线增益，缺点是需要复杂的伺服系统。 • 天线罩里面只包含频率变换单元，示意图如右图所示。

32. INMARSAT-B站抛物面天线外观与内部结构图 船舶天线

33. 船舶天线 • 14、船用天线的分类 • 3、卫星通信天线 • 3）Inmarsat-F天线 • Inmarsat-F标准天线使用的是阵列天线，该天线由四块波束阵列天线组成。用跟踪控制模块控制相移器的开关，从水平和垂直方向上调整阵列天线指向静止卫星，实现点波束通信。

34. 内部结构图 F站天线外形图

35. 船舶天线 • 14、船用天线的分类 • 4、船用天线的维护和保养 • 1）地面系统天线 • 做好各种检查，主要包括天线匹配状态的检查，天线所用导线的强度检查，对于直立天线，还必须对其拉索是否处于平衡受力状态进行检查，绝缘子检查，如底座绝缘子，尤其是直立式天线底座绝缘子需承受全部天线重量，在大风浪中受力容易破损。高压绝缘子，拉索绝缘子的检查，检查是否老化、破损。在雷雨季节注意检查避雷装置，检查应接地的地方接地是否良好，保证有良好的接地。 • 连接处要定期除锈和上油

36. 船舶天线 • 14、船用天线的分类 • 4、船用天线的维护和保养 • 2）卫星系统天线 • 定期检查底座受力情况，对于底座与天线的联接处要定期进行除锈和油漆。 • 在进行油漆时，注意天线罩的外壳不能进行油漆。