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軍工航天新聞

潛艇提升戰鬥力的倍增器:水下藍綠激光通信技術(上)

星之球科技 來源:科普中國2015-11-15 我要評論(0 )   

潛艇可以利用自身隱蔽性藏在深水裏穿插到航母下方,跟蹤攻擊航母,那麽(me) 以潛製海的時代也許真要來臨(lin) 了,而這種技術目前已經出現,它叫做藍綠激光通信技術!


      潛艇發展到現在依然無法成為(wei) 海戰的主角,以潛製海理論一次次的破產(chan) 根本原因並不在潛艇的作戰性能不強大,而是因為(wei) 潛艇在水下無法對外通信。雖然這個(ge) 結論並不絕對,例如也可以用長波進行通信,但長波電台天線太過巨大,水麵艦艇和飛機都無法安裝,因此水麵艦艇雷達和預警機都無法將感知到的戰場態勢實時傳(chuan) 輸給潛艇。此外長波的能量傳(chuan) 輸效率太低,隻能進行簡單通信,完全達不到作戰協同要求。

潛艇通信一般使用長波電台,頻率低於(yu) 300KHz,通信距離遠,但信號傳(chuan) 輸速率太慢,隻適合簡單通信,不能滿足空海協同作戰要求。就連美軍(jun) 在遂行反潛作戰時,都要求潛艇和反潛機進行嚴(yan) 格的責任區劃分,以免反潛機誤傷(shang) 潛艇。而潛艇在現代海戰中遇到最多的情況則是根本不知道對手在哪,隻能蹲守在海裏撞運氣,一旦上浮就被對方的反潛力量抓住胖揍,因此潛艇更多承擔的任務是破壞交通線而非參加海戰。如果能有一種有效的對潛通信,那就完全不一樣了。潛艇可以利用自身隱蔽性藏在深水裏穿插到航母下方,跟蹤攻擊航母,那麽(me) 以潛製海的時代也許真要來臨(lin) 了,而這種技術目前已經出現,它叫做藍綠激光通信技術!

藍綠激光通信技術原理


     光是一種電磁波,因此也就具備了所有電磁波都擁有的特性,雷達波在空氣中傳(chuan) 播時會(hui) 擁有一個(ge) 窗口,例如X波段的雷達傳(chuan) 播距離要小於(yu) L波段的雷達,這是因為(wei) 空氣裏因為(wei) 空氣分子運動含有大量的雜波。越靠近雜波分布中心,則信號被幹擾的越厲害,也就無法傳(chuan) 輸更遠,這種現象叫波在信道傳(chuan) 輸中的衰減。在水中也有同樣的問題,大多數的光線在水中傳(chuan) 輸的距離極為(wei) 有限,水底幾十米就變暗了。
按照波長的不同,衰減的程度也不同,特別是對於(yu) 0.48μm波段的藍綠光,水體(ti) 衰減隻有0.001db/m,這幾乎可以忽略。經測算,這一波段的光波在海底傳(chuan) 播距離甚至可以達到600米深,而目前大多數潛艇作戰一般都是在30-300米的深度區間,完全可以滿足通信傳(chuan) 輸需求因此藍綠激光可以作為(wei) 水下通信的手段。而激光也像其他電磁波一樣可以對其進行調製、編碼,攜帶數字的和模擬的信號進行通信,且因為(wei) 其波長短,頻率高,傳(chuan) 輸速度和容量都遠大於(yu) 一般的電磁波。

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激光通信發射係統構造圖

藍綠激光通信的實現方法

      藍綠激光通信具有這麽(me) 多優(you) 點,但在具體(ti) 運用時卻沒有那麽(me) 簡單。激光傳(chuan) 輸路徑一般是直線,而潛艇作戰區域則距離陸地較遠。在近海時,激光可以由高空無人機或者大型飛機向預定水域發射,但當潛艇行駛的過遠時,則隻能采取衛星。發射方式一般采取直接發射和反射兩(liang) 種,前者是利用平台直接向特定水域發射通信激光,後者則是經過數次反射到達既定區域,例如地麵站向衛星發送激光,激光再利用反射鏡麵對該激光進行反射,使其傳(chuan) 輸到特定水域實現通信。

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