主頁(yè)（http://www.130131.com）：海軍專家姚青生為您解密潛艇水下通信技術(shù)

激光通信探索

核心提示

我們先從一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)說(shuō)起，手機(jī)信號(hào)是依靠電磁波傳輸，如果將手機(jī)用防水袋包裹好放入水中，信號(hào)便會(huì)頓然消失，可見(jiàn)電磁波在水中傳輸會(huì)受到極大限制。

水下“龍宮”雖然美妙，但在水下如何與外界保持信息暢通一直是世界性難題，所以“龍宮飛鴻”成為各國(guó)長(zhǎng)期探索研究的焦點(diǎn)。

探秘“龍宮”

說(shuō)起水下“龍宮”，奇妙的小魚(yú)兒漫游在絢麗的珊瑚叢中，奇異可愛(ài)的貝類、海星、水母以及各種顏色的海草，在波浪涌動(dòng)下翩翩起舞，構(gòu)成五彩繽紛的美麗景象。

可是我們知道，潛艇通常工作在１５～５００ｍ水下，通信方式主要分為潛對(duì)岸、岸對(duì)潛和潛對(duì)潛等幾種。目前，世界各國(guó)廣泛采用的甚高頻和特高頻通信方式，主要是用于潛對(duì)岸、飛機(jī)及水面艦船，而岸對(duì)潛通信方式則主要是采用甚低頻和極低頻，因?yàn)槠渌?a target='_blank'>無(wú)線電頻率電磁波在海水中衰減很快，無(wú)穿透海水能力。如果潛艇浮出水面伸出天線獲取信號(hào)，不僅會(huì)限制其機(jī)動(dòng)性，而且在反潛技術(shù)空前發(fā)展的今天，隨時(shí)可對(duì)潛艇隱蔽性帶來(lái)安全威脅。

目前世界已被發(fā)現(xiàn)并運(yùn)用的“龍宮飛鴻”手段有甚低頻、極低頻、藍(lán)綠激光、中微子通信、衛(wèi)星中繼、高頻以及聲波等。由于海水是導(dǎo)電媒質(zhì)，對(duì)電磁波具有很大的衰減作用，因而解決與潛航潛艇通信一直成為困擾各國(guó)的技術(shù)難題，從近些年軍事強(qiáng)國(guó)研究發(fā)展看，完全理想的“龍宮飛鴻”方法還沒(méi)出現(xiàn)，但相關(guān)領(lǐng)域核心項(xiàng)目已處于新技術(shù)革命的前夜。

水下對(duì)抗博弈

拉長(zhǎng)電波 讓電磁波穿透海水

“龍宮”世界，奧妙無(wú)窮，但要想探秘“龍宮”，首先必須解決“龍宮飛鴻”技術(shù)難題。

世界海軍史上，日本是最早使甚低頻技術(shù)達(dá)到實(shí)用化的國(guó)家之一，早在1929年便建成了佐佐美通信站；第二次世界大戰(zhàn)中，德國(guó)海軍在馬德堡建立了甚低頻通信站；英國(guó)海軍也相繼在路格維建設(shè)起了發(fā)射頻率為甚低頻的通信站。上個(gè)世紀(jì)五十年代后期，彈道導(dǎo)彈核潛艇問(wèn)世，為了盡可能提高自身隱蔽性，其通常在大深度游弋待令，甚低頻電波的入水深度已無(wú)法滿足通信要求。為解決這一難題，專家根據(jù)無(wú)線電波頻率越低穿透海水深度越大的原理，提出了超低頻通信方案。該方案用超低頻波來(lái)激勵(lì)大地與電離層間空腔產(chǎn)生諧振，使電波傳播到全球并實(shí)現(xiàn)海水大深度 “龍宮飛鴻”，從此超低頻系統(tǒng)為解決潛艇遠(yuǎn)洋隱蔽通信立下汗馬功勞。

據(jù)悉，自1985年5月起，美國(guó)已先后在太平洋艦隊(duì)、地中海、西太平洋及北極冰蓋條件下成功實(shí)施對(duì)潛超低頻通信系統(tǒng)試驗(yàn)；繼后，又相繼建起多個(gè)超低頻發(fā)射臺(tái)并交付海軍使用。目前，各軍事強(qiáng)國(guó)在成功運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，一直在努力探索和實(shí)現(xiàn)新突破。

藍(lán)綠激光 打開(kāi)信息傳遞之窗

陽(yáng)光照射到寧?kù)o的水面，美不勝收。我們知道，海水呈現(xiàn)藍(lán)綠的顏色，是因?yàn)楹Ｋ�吸收了光譜其他色光的緣故。

早在20世紀(jì)70年代初，美國(guó)便率先發(fā)現(xiàn)了“海水窗口”，他們巧妙利用一定波長(zhǎng)的藍(lán)綠激光，可由衛(wèi)星或飛機(jī)中繼，為潛艇實(shí)現(xiàn)“龍宮飛鴻”開(kāi)辟了嶄新途徑。

外軍試驗(yàn)表明，潛艇在水下700米深左右可接收到激光信號(hào)，而在多云的白晝及夜間則不到600米。在1984年一項(xiàng)試驗(yàn)中，戰(zhàn)斗機(jī)攜帶功率1瓦的激光器發(fā)送每秒數(shù)千比特速率信息，被水下300余米的潛艇接收到，且接受時(shí)潛艇航速不受限制�？梢�(jiàn)，激光通信具有穿透海水能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸水平高、方向性好、設(shè)備輕小且能夠抗截獲、不易受核輻射影響等特點(diǎn)，因而為對(duì)潛通信帶來(lái)了新的希望。

但同時(shí)，人們也發(fā)現(xiàn)了它的致命缺陷：必須借助高空飛行的衛(wèi)星或飛機(jī)，一旦衛(wèi)星和飛機(jī)被擊毀，藍(lán)綠激光通信系統(tǒng)即會(huì)癱瘓，且激光通信也難以達(dá)到“以點(diǎn)蓋面”，所以各國(guó)又開(kāi)始了對(duì)潛通信新的探索。

微觀量子互動(dòng)

通信浮標(biāo) 為潛艇戴上“助聽(tīng)器”

浮標(biāo)通信技術(shù)，是指主要通過(guò)潛艇所攜帶的浮標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)潛艇通信的系統(tǒng)。對(duì)潛信息發(fā)射平臺(tái)位于岸上、衛(wèi)星、飛機(jī)等，潛艇只在接受信息時(shí)才釋放浮標(biāo)。

美、俄、英等國(guó)潛艇較早前便裝備了浮標(biāo)通信系統(tǒng)。1962年古巴事件時(shí)，美潛艇因裝備有通信浮標(biāo)系統(tǒng)顯示出了優(yōu)異性能。2008年6月，美海軍進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星通信和聲學(xué)技術(shù)等浮標(biāo)系統(tǒng)綜合集成，在巴哈馬群島海域投放浮標(biāo)，順利實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)。

目前，潛艇通信浮標(biāo)分為六種，其中綜合通信浮標(biāo)可通過(guò)短波發(fā)信機(jī)和超短波發(fā)信機(jī)向指揮中心發(fā)送信息；高速曳航浮標(biāo)是一種可減小海水阻力、增強(qiáng)潛艇穩(wěn)定性和隱蔽性的通信浮標(biāo)；應(yīng)急通信浮標(biāo)是用于潛艇遇險(xiǎn)救生、發(fā)射報(bào)警信號(hào)的通信浮標(biāo)；消耗型無(wú)線電浮標(biāo)是一種消耗型無(wú)線電系統(tǒng)，通信結(jié)束后會(huì)自動(dòng)引爆并下沉；潛艇衛(wèi)星終端浮標(biāo)可以通過(guò)天線，向通信衛(wèi)星定向發(fā)射和接收信息，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理。該方式速度快、容量大、方向性強(qiáng)、保密性能好；此外還有可回收系留光線浮標(biāo)，可在水面特混編隊(duì)與深潛潛艇間建立起穩(wěn)定的雙向通信。

量子通信 龍宮上演“詭異互動(dòng)”

量子通信，是經(jīng)典信息論和量子力學(xué)相結(jié)合的一門新興交叉學(xué)科。在微觀世界里，不論兩個(gè)粒子間距離多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的變化都會(huì)影響另一個(gè)粒子，這一現(xiàn)象被愛(ài)因斯坦稱為“詭異的互動(dòng)性”。

前不久，英國(guó)科學(xué)家成功研發(fā)的“量子羅盤(pán)”讓世人眼前一亮，使?jié)撏Р粌H可能擺脫戰(zhàn)爭(zhēng)中衛(wèi)星被擊落、數(shù)據(jù)遭篡改等威脅困擾，而且將大大提高導(dǎo)彈發(fā)射精度和聯(lián)合作戰(zhàn)能力。

量子概念早有應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)中，波蘭和英國(guó)通過(guò)量子密鑰分配成功破譯了德國(guó)著名的“恩格瑪”密碼，并破解了德軍許多重大軍事行動(dòng)。

而今，量子通信技術(shù)發(fā)展日新月異，日趨成熟。外電評(píng)析認(rèn)為，具有顛覆性作用的“量子技術(shù)”未來(lái)將以獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)盡展風(fēng)采，它可能會(huì)實(shí)現(xiàn)前所未有的高速和安全數(shù)據(jù)傳輸，徹底改變以往潛艇通信方式，為潛艇真正融入“龍宮”網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)開(kāi)辟?gòu)V闊前景。