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这套系统实现了潜艇“跨界”通信

供稿: | 2018/8/29 0:00:00

        如何实现水下潜艇与水上舰机的“跨界”通信,有效实现多种力量协同海上作战,一直是困扰各国海军的难题。近日,美国在解决这一难题上取得了巨大的技术突破,麻省理工的科研人员推出了“平移声学—射频通信”(TARF)系统,综合运用声呐和雷达技术,以实现水下潜艇与飞机的直接通信。

      “TARF系统的原理是潜艇通过声呐装置向海面发送含有预定信息的声波,不同频率的声波在海面形成的微小振幅对应二进制代码,飞机装载极高频雷达对海面扫描,捕获声波形成的二进制代码信号,通过解码将其恢复成潜艇发送的信息。”《中外舰闻》主编、军事评论员吕田丰告诉科技日报记者,“TARF系统的原理并不复杂,声呐和雷达两个分系统也不是特别先进,但雷达要在水面波浪的干扰中识别微小的声波振幅所需的算法却极其复杂且规模庞大,因此海面声波振幅的识别算法是TARF系统的核心技术,也是最大的技术难点。”

        据悉,科研人员利用波浪频率特性,成功实现了对自然波浪和声波振幅的有效区分,目前TARF系统能够在水面波浪高度小于16厘米的海域中工作。科研人员希望进一步优化算法,使其能够在更为复杂的海况中使用。

        “现阶段与潜艇通信主要有无线电和通信浮标两种方式。”吕田丰指出,无线电通信主要通过甚低频和极低频无线电技术,能够穿过10—200米海水,但这种通信技术需要上千米到数十千米的天线阵列,因此基本只能用于陆上基地与潜艇的远距离通信。通信浮标也有两种,一是舰机释放的声呐浮标,声呐浮标可以将舰机发出的通信信息转化为声呐信号在海中传播,潜艇接收声呐信号得到舰机发送的指令,声呐浮标也可以接收潜艇主动发出的声呐信号,转化为电信号发送给舰机,从而实现水下潜艇与水上舰机的双向通信;二是潜艇释放的有线通信浮标,浮标与潜艇相连,相当于潜艇伸出水面的天线,直接通过无线电与舰机、基地等联系。“TARF系统将给潜艇通信带来巨大变革。”吕田丰表示,潜艇执行侦查、攻击等作战任务需要主动与舰机联系时,往往要由潜艇释放通信浮标,通信浮标漂浮在海面本身就是指示潜艇位置的绝佳标志,且潜艇释放浮标需要上浮或下潜调整位置,更易暴露潜艇方位。TARF系统一旦成熟,潜艇就无需装备通信浮标,这将显著提高潜艇的生存能力,大幅提升潜艇作战性能。此外,小巧轻便的声学装置能够安装在体型较小的无人潜航器中,无人潜航器也能借助TARF系统避免时常浮起传输数据,大幅提高其续航能力。