超级军网潜艇在水中如何与外界进行通讯？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/19 03:25:07
蓝绿激光？好像不能主动发起吧？而且记得似乎要上浮到一定深度才可以的。
水声电话？好像有潜艇和潜艇之间会采用这种方式通讯，但是会把自己的位置暴露的吧？
似乎有的是抛出一个浮标，浮到水面上，相当于潜望镜观察周围情况，还能用无线电……似乎也会暴露自己的位置。如果这时浮标上能有个卫星天线和卫星直接对话那就爽了:)蓝绿激光？好像不能主动发起吧？而且记得似乎要上浮到一定深度才可以的。
水声电话？好像有潜艇和潜艇之间会采用这种方式通讯，但是会把自己的位置暴露的吧？
似乎有的是抛出一个浮标，浮到水面上，相当于潜望镜观察周围情况，还能用无线电……似乎也会暴露自己的位置。如果这时浮标上能有个卫星天线和卫星直接对话那就爽了:)
水声电话？好像有潜艇和潜艇之间会采用这种方式通讯，但是会把自己的位置暴露的吧？
似乎有的是抛出一个浮标，浮到水面上，相当于潜望镜观察周围情况，还能用无线电……似乎也会暴露自己的位置。如果这时浮标上能有个卫星天线和卫星直接对话那就爽了:)蓝绿激光？好像不能主动发起吧？而且记得似乎要上浮到一定深度才可以的。
水声电话？好像有潜艇和潜艇之间会采用这种方式通讯，但是会把自己的位置暴露的吧？
似乎有的是抛出一个浮标，浮到水面上，相当于潜望镜观察周围情况，还能用无线电……似乎也会暴露自己的位置。如果这时浮标上能有个卫星天线和卫星直接对话那就爽了:)
鸽子 。。。。
蓝绿激光已经停止研究了。
长波通信，速率低、单向。
卫星通信，速率高，定时定点。
水声通信，不安全。
双向实时通信，基本没戏。
长波通信，速率低、单向。
卫星通信，速率高，定时定点。
水声通信，不安全。
双向实时通信，基本没戏。
漫谈潜艇的通信联络
文章提交者：bigstore 加贴在 海军论坛 铁血论坛 http://bbs.tiexue.net/bbs_31.html
由于海洋的开发，尤其是军事的需要，越来越多的潜艇进入大海，对潜艇的通信联络也已成为一个重要科研项目。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
以前潜艇可以浮到水面上使用无线电台对外收发电报，但随着各国海军反潜力量和装备的发展，潜艇为了隐蔽自己，不得不长期在水下隐蔽活动，加大潜深，提高水下航速。这也给潜艇的通信联络提出新的问题：既要保证远距离通信的可靠性，又要保证隐蔽性；既要保证能在水面通信，又要保证能在水下通信。
影响潜艇通信的罪魁祸首即为海水，由于海水导电率非常高，一般的无线电波进入海水后，很快就会被损耗掉，在地面和海面能使用微波、短波、超短波通信设备在潜艇潜下海水里后就没有办法起到作用了。
通过对无线电波‘家族’的分析，可以看出波长较长的超长波对海水有一定的穿透力，在频率上被称为甚低频（VLF）。无线电波对海水的穿透力和频率有关，频率越低，穿透海水深度越深。
超长波的频率范围在3-30KHz之间，一般认为这个频段的无线电信号可以在水下15m以内的深度接收到。大多数潜艇常装有两种天线来接收VLF信号。
岸基VLF发射天线非常庞大，按四分之一波长计算其长度也在2.5～25km范围内。显然体积十分庞大，造价极为昂贵，而且易遭受攻击而损坏，但它仍不失为当前比较好的对潜通讯手段之一。因此，一些军事大国都不惜花费巨额资金建立超长波发射台。中苏当年分裂的原因里面就有前苏联想在中国境内修建超长波发射台，用于指挥全球行动的苏联潜艇。
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极长波（ELF）是波长达到1000-10000千米的波段，频率段被定义在3KHz以下的频率范围内，潜艇能在100m的深度上接收ELF无线电信号。据悉，若采用先进接收设备和天线，还可使潜艇在400m的深度上接收到该频段信号。使用ELF频段进行对潜通讯还有抗干扰能力较强和受核爆炸影响小的优点，因此它比较适合于弹道导弹核潜艇通讯。
使用这个频段进行对潜通讯存在两个主要问题。第一是信息传输能力低。美国海军在70年代建立的‘海员’系统，其信息传输速率每分钟只能传送10bit左右的信息。但是据称采用高度压缩的代码后，可用三字苻码组发送更多的报文。第二问题是陆基天线占地面积大，长度最短也要数十公里。
为了充分利用这个频段穿透海水的能力，实现潜艇在几百米的水下接收信号。在1958年美国便开始实施‘桑格文’计划，但由于经费的原因被美国会否决，后计划几经变更，最后终于建成一个上文提到的‘海员’系统ELF对潜通讯系统并投入使用（为‘桑格文’计划的缩水版）。它在‘桑格文’计划的基础上缩小了发射台面积和规模，要求通讯距离达到10000-15000千米，水下接收深度在100米以上。其问题是该系统不能发送复杂的核控制指令（紧急行动报文）到舰队弹道导弹核潜艇。如果要发送这种报文，只能选用ELF信号通知潜艇上浮到水下声纳层以上，然后用VLF发送报文。
除此之外，由于岸站目标太大，易遭到攻击破坏的危险也是明显的。
上述两种对潜通讯系统均属于陆基固定通讯设施，它们体积庞大，特别是天线系统，极难采用隐蔽措施，极易被敌人发现和遭到攻击摧毁。为了保证与战略核潜艇的联络，还可以使用一种具有较高生存能力的机载VLF通讯系统。
在科学实验中人们发现，蓝绿激光对海水穿透力比较强，于是在70年代初，美国海军就开始利用海水的这个所谓蓝绿光‘窗口’为潜艇通信开辟新的途径。一些主要技术难关目前已全部解决，应用前景比较乐观，只是还存在一些实现上的问题。
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但是这个通讯方式的问题在于它需要借助于高空飞行的卫星或飞机，战时一旦卫星、飞机被击毁，蓝绿激光通信即会中断。由此可见，蓝绿激光通信不是对潜通信最理想的手段。
为了最大限度地减少被敌人发展的危险，要求潜艇能长期潜伏或游弋在水下，作战深度距离上万公里以外，保持通信畅通，对此超低频无线通信也显得无能为力，所以中微子通信就应运而生。
中微子通信就是直接利用核反应堆中射线束。Β射线在衰变过程中能放出电子和中微子。利用微型高能质子同步加速器，当能量达到了5千亿电子伏特时，中微子束的速度即达到光速。只要控制中微子束的能流密度，把所有的信息，如视音频信号，数据信号等，加载到中微子束上面，即可实现任意距离点与点之间，具有光通信容量的保密通信，可以双向传输多路电视，音频信号，并与计算机并网，对潜艇进行遥控遥测等，将来用到无人驾驶的核潜艇上也是可能的。
中微子的最显著特性是能够沿直线传播，而且在传播过程中不发生反射、折射和散射等现象，几乎不产生传播衰减。于是科学家利用这一特性，以中微子束的通信来代替电磁波传递信息的无线电通信。中微子通信的突出特点：是可穿透地层，进入深海直线传输信息，不易被对方侦察、干扰、截获和摧毁；具有较高的保密性和较强的抗干扰能力，非但对方的电磁不能影响其效能，就是核爆炸时的巨大辐射也奈何不了它。
上面是对潜艇的通信，下面是潜艇的对外通信。
上述很多设备由于体积和重量的原因，很难在潜艇上应用，潜艇如果想对外通信，就得冒险将天线露出水面发报，而短波和超短波是向四面八方辐射电磁波的，很容易被敌人截获，这就给潜艇带来了被发现的危险。二战中潜艇因发报被发现的相当多。在今天对一个不预知通信频率的信号定位时间已经缩到了1秒以内。潜艇只要将天线露出水面发报，很快就会被反潜力量找到。
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目前比较有效的办法是尽量缩短通讯时间和提高信息传输速率，无线电波在空中总的发射时间限制在无线电侦察定位系统的反应时间内。
后来人们发现了卫星通信，特别是它的全天候通讯能力，使它成为潜艇通讯的一种主要手段。现在，大多数潜艇都在升降桅杆上装有卫星通讯天线，这种天线能在潜艇贴近水面或在潜望镜深度航行时使用，在一定程度上增加了敌方的侦察探测难度。
不过应用更多的还是浮标通信。
综合通信浮标：
这是一种新型通信浮标，可由潜艇遥控。浮标内装有短波发信机和超短波发信机，用来向指挥中心发送信息，报告有关军事情报；在浮标上还装有与海水绝缘的各波段收、发天线，以提高通信性能。这种浮标通常用电缆和潜艇的控制台连接，潜艇的通信控制台可以通过电缆遥控浮标上的各种通信设备。
高速曳航浮标：
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当潜艇在水下高速航行时，一般通信浮标受到海水的阻力很大，稳定性也比较差，只能在潜艇处于潜伏静止状态下使用。这不仅影响了潜艇的机动性，而且容易被敌方发现。为此，设计出了适应潜艇高速潜航时使用的曳航通信浮标。
应急通信浮标：
这是一种用于潜艇遇险救生、发射报警信号的通信浮标。当潜艇一旦遇难而陷入危险状态时，可以立即放出这种浮标，向水面舰艇发出求救信号。通常，浮标内装有短波信标、氖灯信号器和水声定位信号发生器等各种报警通信装置。
消耗型无线电浮标：
为了使潜艇不必到浅水处进行通信，有时还使用被称为消耗型的无线电浮标，浮标内装有一部无线电发射机和预编好自动发报程序的报文。在潜艇下潜时它可以弹出并浮至水面，天线能马上或在设定的延迟时间之后竖立起来进行通信。通信结束后，浮标自动引爆并下沉。
潜艇卫星终端浮标：
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现代新型潜艇都尽量配备卫星通信设备，潜艇卫星终端可装在一个特殊的浮标内。潜艇通过浮标天线，向通信卫星定向发射信息，通信卫星再把信息放大转发给地面站、水面舰艇或飞机。同样，这种浮标也可以接收通信卫星转发来的信息，然后由潜艇计算机进行信息处理。这种通信方式速度快、容量大、方向性强、保密性能好，敌方难于察觉潜艇的行踪。
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由于海洋的开发，尤其是军事的需要，越来越多的潜艇进入大海，对潜艇的通信联络也已成为一个重要科研项目。
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以前潜艇可以浮到水面上使用无线电台对外收发电报，但随着各国海军反潜力量和装备的发展，潜艇为了隐蔽自己，不得不长期在水下隐蔽活动，加大潜深，提高水下航速。这也给潜艇的通信联络提出新的问题：既要保证远距离通信的可靠性，又要保证隐蔽性；既要保证能在水面通信，又要保证能在水下通信。
影响潜艇通信的罪魁祸首即为海水，由于海水导电率非常高，一般的无线电波进入海水后，很快就会被损耗掉，在地面和海面能使用微波、短波、超短波通信设备在潜艇潜下海水里后就没有办法起到作用了。
通过对无线电波‘家族’的分析，可以看出波长较长的超长波对海水有一定的穿透力，在频率上被称为甚低频（VLF）。无线电波对海水的穿透力和频率有关，频率越低，穿透海水深度越深。
超长波的频率范围在3-30KHz之间，一般认为这个频段的无线电信号可以在水下15m以内的深度接收到。大多数潜艇常装有两种天线来接收VLF信号。
岸基VLF发射天线非常庞大，按四分之一波长计算其长度也在2.5～25km范围内。显然体积十分庞大，造价极为昂贵，而且易遭受攻击而损坏，但它仍不失为当前比较好的对潜通讯手段之一。因此，一些军事大国都不惜花费巨额资金建立超长波发射台。中苏当年分裂的原因里面就有前苏联想在中国境内修建超长波发射台，用于指挥全球行动的苏联潜艇。
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极长波（ELF）是波长达到1000-10000千米的波段，频率段被定义在3KHz以下的频率范围内，潜艇能在100m的深度上接收ELF无线电信号。据悉，若采用先进接收设备和天线，还可使潜艇在400m的深度上接收到该频段信号。使用ELF频段进行对潜通讯还有抗干扰能力较强和受核爆炸影响小的优点，因此它比较适合于弹道导弹核潜艇通讯。
使用这个频段进行对潜通讯存在两个主要问题。第一是信息传输能力低。美国海军在70年代建立的‘海员’系统，其信息传输速率每分钟只能传送10bit左右的信息。但是据称采用高度压缩的代码后，可用三字苻码组发送更多的报文。第二问题是陆基天线占地面积大，长度最短也要数十公里。
为了充分利用这个频段穿透海水的能力，实现潜艇在几百米的水下接收信号。在1958年美国便开始实施‘桑格文’计划，但由于经费的原因被美国会否决，后计划几经变更，最后终于建成一个上文提到的‘海员’系统ELF对潜通讯系统并投入使用（为‘桑格文’计划的缩水版）。它在‘桑格文’计划的基础上缩小了发射台面积和规模，要求通讯距离达到10000-15000千米，水下接收深度在100米以上。其问题是该系统不能发送复杂的核控制指令（紧急行动报文）到舰队弹道导弹核潜艇。如果要发送这种报文，只能选用ELF信号通知潜艇上浮到水下声纳层以上，然后用VLF发送报文。
除此之外，由于岸站目标太大，易遭到攻击破坏的危险也是明显的。
上述两种对潜通讯系统均属于陆基固定通讯设施，它们体积庞大，特别是天线系统，极难采用隐蔽措施，极易被敌人发现和遭到攻击摧毁。为了保证与战略核潜艇的联络，还可以使用一种具有较高生存能力的机载VLF通讯系统。
在科学实验中人们发现，蓝绿激光对海水穿透力比较强，于是在70年代初，美国海军就开始利用海水的这个所谓蓝绿光‘窗口’为潜艇通信开辟新的途径。一些主要技术难关目前已全部解决，应用前景比较乐观，只是还存在一些实现上的问题。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
但是这个通讯方式的问题在于它需要借助于高空飞行的卫星或飞机，战时一旦卫星、飞机被击毁，蓝绿激光通信即会中断。由此可见，蓝绿激光通信不是对潜通信最理想的手段。
为了最大限度地减少被敌人发展的危险，要求潜艇能长期潜伏或游弋在水下，作战深度距离上万公里以外，保持通信畅通，对此超低频无线通信也显得无能为力，所以中微子通信就应运而生。
中微子通信就是直接利用核反应堆中射线束。Β射线在衰变过程中能放出电子和中微子。利用微型高能质子同步加速器，当能量达到了5千亿电子伏特时，中微子束的速度即达到光速。只要控制中微子束的能流密度，把所有的信息，如视音频信号，数据信号等，加载到中微子束上面，即可实现任意距离点与点之间，具有光通信容量的保密通信，可以双向传输多路电视，音频信号，并与计算机并网，对潜艇进行遥控遥测等，将来用到无人驾驶的核潜艇上也是可能的。
中微子的最显著特性是能够沿直线传播，而且在传播过程中不发生反射、折射和散射等现象，几乎不产生传播衰减。于是科学家利用这一特性，以中微子束的通信来代替电磁波传递信息的无线电通信。中微子通信的突出特点：是可穿透地层，进入深海直线传输信息，不易被对方侦察、干扰、截获和摧毁；具有较高的保密性和较强的抗干扰能力，非但对方的电磁不能影响其效能，就是核爆炸时的巨大辐射也奈何不了它。
上面是对潜艇的通信，下面是潜艇的对外通信。
上述很多设备由于体积和重量的原因，很难在潜艇上应用，潜艇如果想对外通信，就得冒险将天线露出水面发报，而短波和超短波是向四面八方辐射电磁波的，很容易被敌人截获，这就给潜艇带来了被发现的危险。二战中潜艇因发报被发现的相当多。在今天对一个不预知通信频率的信号定位时间已经缩到了1秒以内。潜艇只要将天线露出水面发报，很快就会被反潜力量找到。
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目前比较有效的办法是尽量缩短通讯时间和提高信息传输速率，无线电波在空中总的发射时间限制在无线电侦察定位系统的反应时间内。
后来人们发现了卫星通信，特别是它的全天候通讯能力，使它成为潜艇通讯的一种主要手段。现在，大多数潜艇都在升降桅杆上装有卫星通讯天线，这种天线能在潜艇贴近水面或在潜望镜深度航行时使用，在一定程度上增加了敌方的侦察探测难度。
不过应用更多的还是浮标通信。
综合通信浮标：
这是一种新型通信浮标，可由潜艇遥控。浮标内装有短波发信机和超短波发信机，用来向指挥中心发送信息，报告有关军事情报；在浮标上还装有与海水绝缘的各波段收、发天线，以提高通信性能。这种浮标通常用电缆和潜艇的控制台连接，潜艇的通信控制台可以通过电缆遥控浮标上的各种通信设备。
高速曳航浮标：
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应急通信浮标：
这是一种用于潜艇遇险救生、发射报警信号的通信浮标。当潜艇一旦遇难而陷入危险状态时，可以立即放出这种浮标，向水面舰艇发出求救信号。通常，浮标内装有短波信标、氖灯信号器和水声定位信号发生器等各种报警通信装置。
消耗型无线电浮标：
为了使潜艇不必到浅水处进行通信，有时还使用被称为消耗型的无线电浮标，浮标内装有一部无线电发射机和预编好自动发报程序的报文。在潜艇下潜时它可以弹出并浮至水面，天线能马上或在设定的延迟时间之后竖立起来进行通信。通信结束后，浮标自动引爆并下沉。
潜艇卫星终端浮标：
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现代新型潜艇都尽量配备卫星通信设备，潜艇卫星终端可装在一个特殊的浮标内。潜艇通过浮标天线，向通信卫星定向发射信息，通信卫星再把信息放大转发给地面站、水面舰艇或飞机。同样，这种浮标也可以接收通信卫星转发来的信息，然后由潜艇计算机进行信息处理。这种通信方式速度快、容量大、方向性强、保密性能好，敌方难于察觉潜艇的行踪。