Radioviestintä

7 Radioaalto

Aluksen radiolaitteet käyttävät radioaaltoja siirtämään informaatiota radiolaitteesta toiseen. Radioaallot ovat sähkömagneettista säteilyä, joita ihmisen aisteilla ei voi havaita. Radioaallot ovat yksi alue sähkömagneettista säteilyä ja niiden taajuusalue on välillä 3hz-300Ghz.

Ihminen ei voi havaita radioaaltoja, joten ne kuvataan aaltoliikkeenä, josta voidaan tunnistaa taajuus ja aallon pituus.

Taajuuden yksikkö on hertsi (Hz). Mikä tarkoittaa, että jotain tapahtuu kerran sekunnissa. Radioaaltojen yhteydessä taajuuden määrittämisessä käytetään kertoimia:

Kilo 000 (Khz)

Mega 000 000 (Mhz)

Giga 000 000 000 (Ghz)

Taajuus vaikuttaa siihen, miten radioaalto etenee maapallon pinnalla. Siksi aluksen radiolaitteet käyttävät eri taajuuksia, mahdollistaen eri pituiset radioyhteydet alusten ja maa-asemien väillä.

esimerkkejä:

VHF - very high frequency

· taajusalue: 30-300Mhz

· suorasäteily, ei taivu radiohorisontin taakse

· kantomatka: 5-50 merimailia

MF -medium frequency

· taajusalue: 0,3-3Mhz

· pinta-aalto, taipuu radiohorisontin taakse

· kantomatka: päivällä noin 150 merimailia ja yöllä noin 250-300 merimailia

HF -high frequency

· taajusalue: 3-30Mhz

· avaruusaalto, kimpoilee ilmakehän kerroksista (skipit)

· kantomatka: koko maapallo, pitkät yhteydet

Radioaaltojen kantomatkaa ei voida tarkasti määrittää vaan se on aina likiarvo. Kantomatkaan vaikuttaa moni eri tekijä. VHF taajuusalueella kantomatkaan vaikuttaa esimerkiksi antennin korkeus, radiolaitteen lähetysteho, antennin sijoitus, antennin puhtaus ja kaapeloinnin kunto. MF ja HF taajuusalueilla kantomatkaan vaikuttaa lisäksi vuorokauden aika (yö/päivä) sekä auringon pilkut.

Maapalloa ympäröivä ilmakehä jaetaan kerroksiin, joista yksi on troposfääri. Tässä ilmakehän kerroksessa sijaitsee ionosfääriksi kutsuttu alue, josta voidaan tunnistaa D, E, F1 ja F2 kerrokset. Nämä vaimentavat ja heijastavat eri taajuuksilla lähetettyjä radiolähetteitä. D kerros vaimentaa MF radiolähetettä ja F kerrokset heijastavat HF radiolähetettä takaisin maanpinnalle. Tämä aiheuttaa niin sanotut skipit, jotka mahdollistavat pitkät yhteydet maapallon pinnalla. D, E ja F kerrosten fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat auringon säteilystä, joten niiden heijastusominaisuudet muuttuvat päivän ja yön vaikutuksesta. Radioasemanhoitaja käsittelee näitä asioita, kun käyttää MF/HF radiopuhelinta ja DSC laitetta sekä valitsee sopivaa taajuutta suhteessa radioasemien väliseen etäisyyteen.

Radioaallon aallon pituus lasketaan jakamalla valonnopeus taajuudella. Radioaallot etenevät maapallon pinnalla valon nopeudella eli noin 300 000 000 m/s.

Esimerkki:

300 000 000ms / 2182 000 hz = 140,9m → aallon pituus.

8 Modulaatio

Aluksen radiolaitteet siirtävät informaatiota radiolaitteesta toiseen radioaaltojen avulla. Modulaatiolla tarkoitetaan informaation kiinnittämistä kantoaaltoon (carrier wave), eli lähetettävään radioaaltoon. Modulaatiotapoja on erilaisia ja yleisemmin tunnettuja ovat FM ja AM modulaatiot, jotka löytyvät esimerkiksi autoradioista.

FM frequency modulation taajuusmodulaatio

AM amplitud modulation amplitudimodulaatio

Animaatio FM ja AM modulaatiosta: https://fi.wikipedia.org/wiki/Amplitudimodulaatio#/media/Tiedosto:Amfm3-en-de.gif

Nämä modulaatiot ovat analogisia ja GMDSS radiolaitteista MF/HF radiopuhelin käyttää AM modulaatiota. VHF radiopuhelin FM modulaatiota. DSC laitteen lähete on digitaalista, jolloin myös modulointi on erilainen.

Radiolähetteellä on kaistan leveys ja kaistoja kutsutaan ylä – ja alakaistoiksi. AM lähetteessä voidaan lähetysteho ohjata vain yhdelle sivukaistalle, jolloin kantoaaltoa ja toista sivukaistaa ei lähetetä. Tämä mahdollistaa pienempien lähetystehojen käyttämisen radiolaitteissa. Tällaista lähetystapaa kutsutaan termillä SSB eli single side band.

Esimerkiksi Sailor 5000 sarjan yhdistetyssä MF/HF radiopuhelin ja DSC laitteen käyttölogiikassa käytetään termiä SSB.

9 Läheteluokat

Kaikille radiolaitteiden lähetteille on määritelty läheteluokka. Tämä määrittää esimerkiksi modulaation ja lähetettävän informaation tyypin. Läheteluokat ovat kansainvälisiä ITU:n (International Telecommunication Unionin) määrittämiä. Läheteluokkien koodi muodostuu kirjain numero kirjain yhdistelmästä. DSC viestien lähettämisessä ja vastaanottamisessa radioaseman hoitajan tarvitsee tietää joitain läheteluokkia. GMDSS järjestelmässä tarvittavat läheteluokat:

· F1B MF/HF DSC radiolähete

· J3E MF/HF radiopuhelimen lähete

· F2B VHF DSC radiolähete

· G3E VHF radiopuhelimen lähete