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軍工航天新聞

潛艇提升戰斗力的倍增器: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里穿插到航母下方,跟蹤攻擊航母,那么以潛制海的時代也許真要來臨了,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海戰的主角,以潛制海理論一次次的破產根本原因并不在潛艇的作戰性能不強大,而是因為潛艇在水下無法對外通信。雖然這個結論并不絕對,例如也可以用長波進行通信,但長波電臺天線太過巨大,水面艦艇和飛機都無法安裝,因此水面艦艇雷達和預警機都無法將感知到的戰場態勢實時傳輸給潛艇。此外長波的能量傳輸效率太低,只能進行簡單通信,完全達不到作戰協同要求。

潛艇通信一般使用長波電臺,頻率低于300KHz,通信距離遠,但信號傳輸速率太慢,只適合簡單通信,不能滿足空海協同作戰要求。就連美軍在遂行反潛作戰時,都要求潛艇和反潛機進行嚴格的責任區劃分,以免反潛機誤傷潛艇。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,只能蹲守在海里撞運氣,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里穿插到航母下方,跟蹤攻擊航母,那么以潛制海的時代也許真要來臨了,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,雷達波在空氣中傳播時會擁有一個窗口,例如X波段的雷達傳播距離要小于L波段的雷達,這是因為空氣里因為空氣分子運動含有大量的雜波。越靠近雜波分布中心,則信號被干擾的越厲害,也就無法傳輸更遠,這種現象叫波在信道傳輸中的衰減。在水中也有同樣的問題,大多數的光線在水中傳輸的距離極為有限,水底幾十米就變暗了。
按照波長的不同,衰減的程度也不同,特別是對于0.48μm波段的藍綠光,水體衰減只有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輸需求因此藍綠激光可以作為水下通信的手段。而激光也像其他電磁波一樣可以對其進行調制、編碼,攜帶數字的和模擬的信號進行通信,且因為其波長短,頻率高,傳輸速度和容量都遠大于一般的電磁波。

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激光通信發射系統構造圖

藍綠激光通信的實現方法

      藍綠激光通信具有這么多優點,但在具體運用時卻沒有那么簡單。激光傳輸路徑一般是直線,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,則只能采取衛星。發射方式一般采取直接發射和反射兩種,前者是利用平臺直接向特定水域發射通信激光,后者則是經過數次反射到達既定區域,例如地面站向衛星發送激光,激光再利用反射鏡面對該激光進行反射,使其傳輸到特定水域實現通信。

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