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美国找到潜艇与飞机直接通信的革命性新方法

归档日期:06-17       文本归类:单向通信      文章编辑:爱尚语录

  长期以来,由于海水-空气的物理隔绝对无线信号传输的限制,在水下航行的潜艇通常无法与水面以上的任何物体直接通信。这么多年以来也诞生了一些尖端技术来解决这一难题,例如,卫星通信,天地激光通信技术,乃至当前最热门的、正在研究中的水下量子通信等。如今又出现一种“革命性”的新方法,可能在不久的将来改变潜艇在对外通信联络中的窘迫境地。

  据美国瘾科技网站8月22日报道,美国麻省理工的研究人员最近开发出一种无线通信系统,可以将数据从水下信号源传输到空中。这种方法被称为“平移声学-射频通信”(TARF),混合使用声呐和雷达,克服水和空气对通信的限制。

  这个方法的大致原理是:通过声呐装置向水面发送声波信号,这样在水面形成不同频率的微小振动,这些特定的微小振动又对应于二进制比特代码0和1。然后在水面之上,利用极高频雷达(30GHz至300GHz)捕获到这些与二进制比特代码有关的微小信号,最终将声呐信号解码、恢复成有意义的信息。

  这实际上还是将比特代码流处理成有意义数据的问题。新的信号处理算法利用波浪频率,区分大的波浪与科学家要寻找的“微小波浪”之间的区别。

  这种“平移声学-射频通信”并不需要完全静止的海水,只是目前的技术水平要求海面浪高不能超过6.3英寸,也就是16厘米。麻省理工学院希望进一步改进,可以在“波涛汹涌”的海面环境中使用。

  目前这种通信技术还处于早期阶段,但这是一个名副其实的里程碑!已经研制出的原型系统还无法传输照片或高度详细的报告,只能以每秒几百比特的速率传输数据,这个带宽还比不上几十年前上网用的拨号调制解调器。而且,这种方法也只能用于单向通信传输。

  但即使是这么一点点的数据已经足以开启水上-空中通信的新能力,足以满足各种(潜艇作战)应用的需求。

  例如,潜艇不需要浮出水面就可以将它们发现的情报信息直接发送到在海面上空盘旋的飞机(包括无人机),同时保持自己在水下安全。而且也不需要使用水面舰艇作为联络中介,避免水兵受到伤害,并且在传统舰艇不可用的情况下,依然可让潜艇对外通信成为可能。

  此外,监测海洋生物(或目标)的水下无人机也不需要经常从深潜中重新出现,以向研究人员发送数据。

  另一个有希望的应用是帮助搜索在水下失踪的飞机,作为声学传输信标用于飞机的黑匣子,如果它每隔一段时间发送一次信号,你就可以使用该系统来接收信号。

  随着这种新型通信技术的成熟及应用,将在很大程度上解决或缓解潜艇在水下作战通信联络的老大难问题,配合其他的通信联络手段,显著潜艇的生存、攻击能力,给未来的海上作战带来新的变化,值得认真的研究应对。

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