潜艇通信的主要手段有哪些

一 VIJF无线电通信

VLF频段通常规定在3-30M仓之间，一般认为这个频段的无线电信号可以在水下15m以内的深度接收到。大多数潜艇常装有两种天线来接收VLF信号。第一种是使用很长的拖曳天线，如美国海军使用的拖曳天线长度为500m左右。第二种天线是装在塑料浮标上的环状天线，塑料浮标由低速航行的潜艇在其工作深度放出。虽然这样做可减小潜艇被无线电侦察设备探测到的概率，但是这种天线在水中移动时会产生振动而发出声信号，会被声呐设备探测到；当塑料浮标非常贴近水面，也易被敌人从空中观测到。岸基VLF发射天线非常庞大，按四分之一波长计算其长度也在2.5～25km范围内。显然体积十分庞大，造价极为昂贵，而且易遭受攻击而损坏，但它仍不失为当前比较好的对潜通讯手段之一。因此，一些军事大国都不惜花费巨额资金建立这类VLF发射台。

二 ELF无线电通讯

ELF频段被定义在3KHz以下的频率范围内，潜艇能在100m的深度上接收ELF无线电信号。据悉，若采用先进接收设备和天线，还可使潜艇在400m的深度上接收到该频段信号。使用ELF频段进行对潜通讯还有抗干扰能力较强和·受核爆炸影响小的优点，因此它比较适合于弹道导弹核潜艇通讯。使用这个频段进行对潜通讯存在两个主要问题。第一是信息传输能力低。美国海军在70年代建立的“海员”系统，其信息传输速率每分钟只能传送10bit左右的信息。以后提出的“紧缩”ELF系统，据说需要15min才能传送一个三字符组。但是据称采用高度压缩的代码后，可用三字苻码组发送更多的报文。第二问题是陆基天线占地面积大，长度最短也要数十公里。

为了充分利用这个频段穿透海水的能力，实现潜艇在几百米的水下接收信号。在1958年美国便开始实施“桑格文”计划，历时30多年，计划几经变更，最后终于建成一个ELF对潜通讯系统并投入使用。它使潜艇能以最佳深度和速度航行时，在几百米的水下接收预先拟好的低速报文，通讯距离可达几千海里。其确定是不能发送复杂的核控制指令（紧急行动报文）到舰队弹道导弹核潜艇。如果要发送这种报文，只能选用ELF信号通知潜艇上浮到水下声纳层以上，然后用VLF发送报文。除此之外，由于岸站目标太大，易遭到攻击破坏的危险也是明显的。

三 机载对潜中继通讯系统

上述两种对潜通讯系统均属于陆基固定通讯设施，它们体积庞大，特别是天线系统，极难采用隐蔽措施，极易被敌人发现和遭到攻击摧毁。为了保证与战略核潜艇的联络，还可以使用一种具有较高生存能力的机载VLF通讯系统。例如，美国所谓的“塔卡木（TACAMO）”机载中继通讯系统就属于此类。该系统全套设备装在大型运输机EC－130Q的无线电设备舱内，基本组成有VLF，LF，HF和SHF通讯设备。VLF通讯采用一台200kW发信机和一根约10Km的拖曳天线，天线端部带一具稳定伞。需要发射信号时，飞机沿小半径圆圈连续飞行，使天线的垂直方向有效长度达到实际长度的70％。当陆基固定VLF通讯发射台被摧毁时，则保证在任何时候都能有一架或多架这种飞机处于巡航状态和时刻准备转发发往战略核潜艇的报文。

四 潜艇HF/VHF/UHF通讯

潜艇的生存能力完全维系于自身的隐蔽性上，潜艇在海上一旦被敌人水面舰艇或飞机发现便很难逃脱被攻击的厄运。为了安全，潜艇原则上要尽量少发射或不发射任何无线电波。

目前比较有效的办法是尽量缩短通讯时间和提高信息传输速率，无线电波在空中总的发射时间限制在无线电侦察定位系统的反应时间内。比如：完成一次通讯时间只有0.08s，这使敌人的定位系统来不及对无线电波信号的存在做出反应。

五 UHF/SHF/EHF 卫星通讯由于卫星通讯的许多优点，特别是它的全天候通讯能力，使它成为潜艇通讯的一种主要手段。现在，大多数潜艇都在升降桅杆上装有卫星通讯天线，这种天线能在潜艇贴近水面或在潜望镜深度航行时使用，在一定程度上增加了敌方的侦察探测难度。

六、对潜通信浮标

对潜通信浮标是指在与潜艇进行通信时，可利用飞机或水面舰艇向潜艇投放的通信浮标。例如，为了向水下潜艇发送电报，可将通信浮标装在标准声呐浮标内由飞机投放或从水面舰艇投入水中。预先拟好的报文(最多出四组三字符电码组成)，利用一个按钮开关输入到浮标中。浮标入水时，在水面附近完成第一次发送电报工作，然后下降到预定深度第二次发送电报，在同一深度停留5min后再发送一次电报，然后沉没c从浮标入水到沉没全部过程约持续17min。

潜艇向外(岸基、水面舰艇或飞机)通信时，可由潜艇发射通信浮标，如需发送的信息对实时性要求不高时，可使用一种装有盒式录音机和无线电发射机的浮标从水下潜艇发射出去。在其上浮到水面后，经过15-60min的设定时延将预先拟好的电文(最长4min)发射出去，经1h的延迟后再重发一次。设定这样的时间是为了潜艇的隐蔽。

七、蓝绿激光对潜通信

早在70年代初，美国海军就开始利用海水的这个所谓蓝绿光“窗口”为潜艇通信开辟新的途径。据悉，一些主要技术难关目前已全部解决，应用前景比较乐观，只是还存在一些实现上的问题。对潜蓝绿激光通信是指利用在海水低损耗窗口波长上的篮绿激光，通过卫星或飞机与深水中潜行潜艇的通信，也包括水面舰只与潜艇之间的通信。一般来讲，蓝绿激光对潜通信系统可分为陆基、天基和空基三种方案：

(1)陆基系统。由陆上基地台发出强脉冲激光束，经卫星上的反射镜，将激光束反射至所需照射的海域，实现与水下潜艇的通信。这种方式可通过星载反射镜扩束成宽光束，实现一个相当大范围内的通信；也可以控制成窄光束，以扫描方式通信。这种方案灵活，通信距离远，可用于全球范围内光束所能照射到的海域，通信速率也高，不容易被敌人截获，安全、隐蔽性好，但实现难度大。

(2)天基系统。与陆基方案不同的是，把大功率激光器置于卫星上完成上述通信功能，地面通过电通信系统对星上设备实施控制和联络。还可以借助一颗卫星与另一颗卫星的星际之间的通信，让位置最佳的一颗卫星实现与指定海域的潜艇通信。这种方亨不论是隐蔽性还是有效性都是不容置疑的，应该说它是激光对潜通信的最佳体制，当然实现的难度也很大。

（3）空基系统。将大功率激光器置于飞机上，飞机飞越预定海域时，激光束以一定形状的波束（如15Km长1Km宽的矩形）扫过目标海域，完成对水下潜艇的广播式通讯。

如果飞机高度为10Km，以300m/s速度飞过潜艇上空时，激光束将在海面上扫过一条15Km宽的照射带。在飞机一次飞过潜艇上空的约3秒的时间内，可完成40～80个汉字符号的信息量的通讯。这种方法实现起来较为容易，在条件成熟时，这种办法很容易升级至天基系统之中。

激光通信的优点是：穿透海水能力强，可实现与下潜400m以上的潜艇通信；工作频率高(10<12>-10<14>Hz)，通信频带宽，数据传输能力强；波束宽度窄，方向性好；设备轻小；抗截获、抗干扰、抗毁能力强；不受电磁以及核辐射的影响。但是，由于这种通信方式使用经大气传播的光波，在大气中会引起光散射，造成信号的衰减。

十 现代（SSB）调幅水声通信其技术核心是：水声通信信号(话音、电报)的传输采用单边带(SSB)调幅技术。水声通信往往都是单程传输信号，传播损失比主动声呐小得多，最大通信距离可达约100n mile。发信机把从用户终端送来的话音或电报信号(300-3000Hz或800Hz单音)和一个8．078kHz的载波混频后，只留下上边声带经换能器送出。鉴于战略核潜艇以及常规潜艇在现代以及未来战争中的重要作用，迫切希望为其提供更多优良的通信手段。从目前发展情况分析，水声通信很可能成为一种有前途的对潜通信手段。近期的研究表明，在海下600一2000m之间有一声道，声波在该声道中可传输到数干公里之外，其传播方式与光波在光波导内的传播类似。现代潜艇的下潜深度一般为250一400m，而未来潜艇的潜深达1000m将是普遍的。因此，这种通信方式将成为一种有前途的对潜通信方式。

潜艇在水中与外界通讯——利用无线电波： 潜艇要遂行军事任务必须要与外界有安全可靠的通信方式，短波在水中不能使用，因为短波在水中衰减得太快，为了解决此问题，可以采用浮标天线或浮力天线，即把天线通过一根长长的绳索施放到水面，这样潜艇在水下也可发射信号。实际上，这样仍然存在一个潜艇自我暴露的问题，因为潜艇在远距离用短波通信，其信号本身就不保密，可能被敌方截获破译，并测出潜艇的位置，而且露出水面的浮标天线也有被敌方雷达探测到的可能。 目前潜艇在水下如不施放通讯浮标，是无法主动与岸上联络的，所以核潜艇只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式。超长波的波长为1万到10万米，它能从空中钻入水里，在水中的衰耗比较小，穿透海水的深度最大可达30米，使水下的潜艇接收到岸上发来的电波。极长波的波长大于10万米，几乎可以在全球范围内实现对潜通信，穿透水层的深度达200米以上，即使在最大距离上也可达到水下80米左右。美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验，一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑鲹号核潜艇接收到了该台的信号。由于超长波和极长波发射设施非常庞大，占地达数平方千米，在潜艇上不可能安装，所以只能建在陆地，对潜艇来说，超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信，如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令，必须按规定的时间和频率接收。潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的。由于极长波在单位时间内传送的信息量少，所以通讯速度很慢。据试验，发送20个英文字母需用几十分钟时间，只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号，如给弹道导弹核潜艇发送发射核弹的命令等。 随着激光技术的发展，人们又把目光投向卫星对潜激光通信。激光是极高频、频段在10千千赫以上（波长 3—30微米）的电磁波，通过卫星将信息发送或反射至潜艇。激光通信传输速率快，比极长波系统快几十万倍，具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性强和有很强的抗核破坏能力等特性。激光通信设备可以做得轻便而经济，尤其天线小，一般天线仅几十厘米，重量不过几千克。激光通信的这些特点，可使潜艇在水下最佳安全巡航状态完成通讯任务。

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