潜艇在水下如何与基地通信?这三种方式你知道么

潜艇在深海中航行,海水就是其最强“隐身衣”。它保护潜艇不被军舰、飞机和卫星发现,成为令人恐惧的“深海杀手”。

不过凡事有利有弊,厚厚的海水也成了潜艇通讯的最大障碍,潜艇与基地,与其他军舰、飞机、潜艇的通信也成了世界难题。为了接收信息,发送情报,潜艇上装备了各种各样的通讯设备,十八般兵器各显神通。

一、无线电通信。

无线电通信速度快、容量大,是现代通讯最主要的传输方式。潜艇也不例外,装备了从超低频、甚低频到中频、高频,再到甚高频、特高频、超高频、极高频等一系列雷达天线,各有各的用途:

1、甚低频、超低频通信。

海水对电磁波有很强的衰减作用,普通电磁波在海水传播没多远,信号就不行了。

而波长在10~100千米的甚长波对海水穿透能力较好,可以穿透20~30米深的海水,潜艇可以在潜望镜深度接收信息,也可以在水下放出通信浮标接收。

时至今日,甚低频已成为各国海军对潜通信的主要方式。美俄等国在世界各地建立了很多甚长波发信台,形成覆盖全球的对潜指挥通信网。

美国还研制了“塔卡木”机载甚低频通信系统,用EA-6B电子战飞机24小时不间断的保持对潜中继通信,极大的提高了战时生存能力。

1991年,日本宫崎县甚低频发射台投入使用,能覆盖日本周边各海域,与水下10米深处的潜艇通信,威胁很大。

随着反潜技术发展,潜艇在浅水下接收信息越来越不究全,于是人们又用波长更长的超长波(1000~10000千米)电台传递信息。

▲E-6B 搭载“塔卡木”甚低频系统

超低频电波在海水中衰减率比甚低频小得多,其中极低频电波衰减率仅为甚低频电波的1/10。超低频电波可以穿透近200米深的海水,潜艇可以安全的在深海接收信息了。

但超低频电波有重大缺点,就是通信速率极低、传输信息量极少。比如美国“紧缩”超低频通信系统,15分钟才传送3个字码组。这种速率无法传输作战指令,只能传输事先约定的短代码,或只是当作提醒潜艇上浮收信的“振铃”使用。

2、高频通信,包括高频、甚高频、特高频、超高频、极高频等。

潜艇上还有各种高频通讯天线,用于潜-岸、潜-舰、潜-空、潜-卫星及潜-潜之间的单、双向通信。

高频短波穿不透海水,通信时潜艇要上浮,使桅杆天线露出水面或放出拖曳天线、无线电通信浮标等到海面使用。其中特高频、超高频、极高频频段主要对卫星通信使用。

▲天波、地面波传输

短波经电离层反射,可以传播到较远距离,潜艇短波电台利用天波进行远距离超快速保密通讯。超短波很少被电离层反射,但它通信稳定、保密性好,所以潜艇用超短波电台与其他舰艇、飞机作直射波通讯。

潜艇上浮通信破坏隐蔽性,容易被敌人发现,所以在危险区域很少使用。为保证隐蔽性,人们发明了超快速通讯方式:以极快的速度发送信息,发讯时间小于敌人无线电测向定位时间,让敌人无法确定潜艇位置。

▲通信浮标

二、除了无线电通信,一系列新型通信方式也在研发中,比如:蓝绿激光通信、中微子通信、量子通信等等。

1、蓝绿激光穿透海水能力很强,它的特定波长在海水中衰减很小,只有其他波长的1%,还有传输速率高、信息容量大、抗干扰强、接收天线小等优点。

实验中,蓝绿激光能穿透水下6、700米。1997年,美军在飞机上用蓝绿激光与400米深处的潜艇成功通信。

但蓝绿激光波束很窄、指向性太强,受天气影响大,需要用飞机、卫星传输,又做不到“以点盖面”,要知道潜艇准确方位。可要知道潜艇准确方位,那本身就已经建立通信了。所以蓝绿激光还需要进一步发展,才能有广阔前景。

2、中微子通信、量子通信。

这也是非常优秀的通信方式。中微子沿直线传播,能穿透很深的障碍,能穿透地层、穿越深海传输信息,且传播过程中不反射、折射、散射,信号也不衰减,有极强的保密性和抗干扰能力。

量子通信也一样,具有前所未有的高速数据传输和安全性,可以彻底改变对潜通信方式,为潜艇接入网络中心战打开广阔前景。

目前中微子通信、量子通信仍处于初级阶段,是各国争先发展的重大技术项目。

三、水声通信。

为满足潜艇水下与其他潜艇、军舰通讯需求,将潜艇纳入作战网络,人们也想到了用水声传递信息。

利用潜能上的接收换能器,将信号转化成声波传输,对方再将声波用换能器转化成电信号,完成通讯任务。这本来是很好的信号传输方式,但相对于声波在空气中传播,海水可以说是最恶劣的通信通道之一。

海洋环境太复杂,不同深度密度不同,不同海域温度不同,再加上海浪、湍流、内波、各种海洋生物以及冰川运动,种种噪声干扰使水声通讯效果非常差。和风漫谈原创,禁止抄袭。

尽管美国“海网”水声通信系统取得了一定成果,但水声通讯还需要很大提升,才能广泛使用。

综上,海水对潜艇的隐蔽既是长处,也是弱点,对潜通信仍是一个世界性难题。未来新型通信技术成熟后,潜艇战力必将成倍提高,甚至会改变未来海战方式。各国都在积极抢占技术高点,我们也要努力发展,领先世界。

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