正文 漫談激光對潛通信(1 / 2)

一、水下殺手的難“言”之隱

岸上的通信聯絡方式很多,可以寫信、打電話、發電報,或者直接派人傳遞。水麵艦艇的通信聯絡也很方便,可以用無線電、信號旗、手旗、燈光等。相比起來,潛艇的通信聯絡就困難多了。潛艇在浮出水麵期間,可以使用與水麵艦隻相同的通信方法。關鍵的是在水下潛航或水下隱蔽待命期間的通信問題十分棘手。

短波通信是潛艇向岸上指揮機關報告情況的主要通信方法,但短波不能穿透海水,必須將潛艇浮出水麵才行,但潛艇的生命力就在於隱蔽,浮出水麵就等於暴露了目標。為了解決這個問題,在潛艇上安裝了可以伸縮的無線電天線。在水下發報時,隻要將天線伸出水麵就行了,但伸縮天線隻有8~15米長,在潛艇潛深超過這個長度時便失去了作用。為了解決這個問題,潛艇上采用了浮標天線。發報時把浮標放出來,浮標拖著天線浮出水麵,而艇仍在深水下,這樣既能發報,又不容易暴露目標。為了減少天線暴露的時間,潛艇普遍采用一種快速發報設備,事先把要發送的電文經過處理,在天線浮出水麵的一瞬間便發送完畢,但潛艇遠距離與岸上通信時,必須使用強功率信號,這樣敵方可以很容易測出潛艇的位置和截獲電碼。而且,戰時潛艇的上方常常有敵方的艦艇和飛機活動,這時就有“言”難發了。

超長波通信是岸上向潛艇通信的主要方法,超長波的波長一般為1~3萬米,具有一定的穿透海水的能力,使水下的潛艇接收到岸上發來的電波。岸上用超長波電台對潛艇通信,是按事先給定的時間和頻率發報的,潛艇也隻能在這個時間內接收。由於超長波穿透海水的能力與電台的功率、距離的遠近有關,所以潛艇必須浮到能接收到超長波的深度上才能收到岸上的電文。超長波的傳輸率非常低,每分鍾隻能傳輸幾個字的信息。以後雖然改用機載甚低頻通信係統,傳輸率提高到每分鍾75比特,但穿透海水的能力隻有幾十米,同樣不是很理想。

潛艇在水下也使用聲呐和水聲設備與潛艇和水麵艦隻之間進行通信,但這兩種通信方式發信本身就是信號源,極不隱蔽,所以隻能在和平時期使用。

綜上所述,傳統的通信方法難以滿足實戰時在深水潛航時快速、實時地傳輸信息的要求。20世紀60年代激光出現後,人們便把希望寄托到了激光上麵。

二、海水留出的頻率“窗口”

普通光線經過大氣層的吸收、水麵反射,入水後的折射和散射後,會大大減弱。試驗表明,可見光線在純淨的水中,每行進1米,就被吸收10%以上。在自來水中每行進1米,會被吸收26%以上;在海水中每行進1米,會被吸收50%以上。所以普通光線在海水中隻能行進幾米遠就消耗殆盡了。

科學家們在試驗中發現,水吸收光線是隨著水深的增加,按光波的長短次序逐個吸收的。一般的規律是:長波光先被吸收,短波光後被吸收。其中波長為0.459微米的深藍光(由於感覺不同,也有認為是藍綠色的)在水下有較好的傳輸能力,被稱為海水的“窗口”頻率,這樣,就為人們找到了另外一種對潛通信的途徑。在激光出現以前,人們無法得到“純淨”的深藍光,隻能采用“過濾”的方法,來從自然光中獲取,這樣對光源的利用率極低,而且頻率也不能保證恰好落在“窗口”上。激光的出現,徹底解決了這個難題。據試驗,在適當的功率和理想的海水條件下,深綠色激光可穿透200米以上深度的海水,據有關資料介紹,0.532微米的藍綠激光穿透海水的理論極限為178米,這是目前比較可靠的數據。現在已投入使用的海底測繪激光係統,測深已達70米。

三、不惜工本的研究計劃

激光通信具有數據傳輸率高、容量大、抗幹擾能力強、保密性強和通信距離遠等優點,在水麵艦隻已經實現了艦對艦、艦對岸之間的激光通信。