激光通信在潛艇通信中的應(yīng)用

趙輝

摘 要： 隨著科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，激光通信技術(shù)越來越受到人們的廣泛關(guān)注。從發(fā)展現(xiàn)狀上看，即使經(jīng)過多年的發(fā)展，但是仍然存在著嚴(yán)重的問題。尤其是在潛艇通信的過程中，通信系統(tǒng)中的安全程度和傳輸速度之間還存在著一定的矛盾性。因此，需要對(duì)激光通信以及其在潛艇通信中存在著的問題進(jìn)行深入介紹和分析，并且能夠在實(shí)踐中進(jìn)行高效應(yīng)用。本文中主要從激光通信技術(shù)著手，逐漸深入分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 激光通信；潛艇通信；藍(lán)綠激光

隨著現(xiàn)如今信息化的程度不斷提升，在高技術(shù)信息發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的過程中，提升信息傳遞的速率和高效性可以充分提升通信系統(tǒng)的可靠性。在某種程度上說，激光通信技術(shù)可以被看成是一種信息的載體形式。基于激光通信技術(shù)的優(yōu)越性之所在，研究人員正在深入研究，希望這種技術(shù)能夠在軍事以及其他領(lǐng)域中也有所應(yīng)用。

1 激光通信的發(fā)展現(xiàn)狀

眾所周知，激光是一種比較新型，光源比較強(qiáng)，亮度和方向性都相對(duì)較強(qiáng)的通信形式。而且，其頻率比較單純，能量的集中程度也相對(duì)較高，波束的密集程度也逐漸增強(qiáng)。隨著多年的發(fā)展，激光通信大致經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展階段，分別是大氣激光和光波導(dǎo)通信兩種。在大氣通信階段，世界性的研究熱潮比較明顯。在發(fā)展的過程中，投入了大量的人力和物力。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，激光通信技術(shù)的發(fā)展水平比較高，通信系統(tǒng)以及趨于完善和成熟，可以在社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)中得到廣泛地應(yīng)用。由于大氣激光通信技術(shù)的不穩(wěn)定性逐漸暴露，在具體的應(yīng)用中漸漸隱退。

由于人們對(duì)激光通信技術(shù)寄予了深厚期望，所以，在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行研究的過程中，分別融人了不同類型的技術(shù)，逐漸提升了激光通信技術(shù)的高效性。在所有的激光通信技術(shù)中，大氣通信是一種唯一不需要采取光纖形式就可以進(jìn)行的通信技術(shù)。在傳輸?shù)倪^程中，可以通過不同類型的信息表現(xiàn)形式來進(jìn)行傳輸。其中包括文字，圖像以及速度等等。這種方式可以通過各種通信協(xié)議來進(jìn)行，保密程度以及資源的利用效率等方面都相對(duì)比較高?？梢匀我庠陉懙?、海洋或者是天空中有效的應(yīng)用。

為了對(duì)激光通信的技術(shù)進(jìn)行研究，國(guó)家的相關(guān)部門已經(jīng)做出了具體的方案和計(jì)劃，在總結(jié)激光通訊技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)。找到現(xiàn)如今激光通信技術(shù)的不足，并且對(duì)激光系統(tǒng)的應(yīng)用狀況進(jìn)行研究和改進(jìn)。

2 長(zhǎng)波對(duì)潛通訊方式以及問題之所在

從未來潛艇作戰(zhàn)中可以看出，前提主要承擔(dān)的任務(wù)和使用較重，其中包括打擊、核反擊等等。所以說，在實(shí)際的工作中，保證潛艇指揮通信的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。為了對(duì)這些問題進(jìn)行研究，需要從各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域人手。電磁波是一種比較常見的物理概念，可以在水中進(jìn)行高效傳播。不同的水體對(duì)電磁波的吸收程度也存在著嚴(yán)重的差異。電磁波的長(zhǎng)度和頻率之間具有密切的關(guān)系，波長(zhǎng)不同在水中的衰減程度也不同。所以，在潛艇通訊的過程中，工作人員需要對(duì)電磁波的長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格地控制。一般來說，要想在海水中保證通訊的高效性和穩(wěn)定性，就需要選擇長(zhǎng)波通訊，因?yàn)?，短波的衰減率較高。

2.1 VLF通信方式

所謂的VLF主要是指頻段較低的通信方式，具體的頻率范圍在3kHz一30kHz，波長(zhǎng)也不會(huì)超過100km。傳播速率相對(duì)較高。這種頻段的無線電信號(hào)可以在水下20m左右的深度內(nèi)收到信號(hào)，潛艇的單向發(fā)信過程中主要應(yīng)用的是這種通信方式。國(guó)際上的多數(shù)國(guó)家都建立了長(zhǎng)波電臺(tái)，通信設(shè)備也逐漸趨于完善。電臺(tái)的規(guī)模相對(duì)比較大，天線的高度也超過了200m。在戰(zhàn)爭(zhēng)中，天線系統(tǒng)是地方打擊的重要目標(biāo)，而且長(zhǎng)波通信的頻帶相對(duì)較窄，無法進(jìn)行直接地通話，但是可以進(jìn)行電報(bào)的低速傳播。

2.2 ELF通信方式

所謂的ELF的通信方式主要是指極低頻段，通常情況下，頻率被定義在3kHz以下，這類無線電信號(hào)是比較常見的信號(hào)問題之一。這種通信方式的主要優(yōu)勢(shì)就是潛艇可以在100m深度的范圍內(nèi)輕松地接收到信號(hào)，采用更為先進(jìn)的接收設(shè)備和天線可以將深度降到更低。用ELF頻段的電磁波來對(duì)潛通信，信號(hào)傳播的穩(wěn)定性比較高，同時(shí)還有更高的抗干擾能力。及時(shí)在潛艇航行的過程中，同樣可以對(duì)復(fù)雜的命令進(jìn)行接收，然后采用科學(xué)的形式來發(fā)送報(bào)文。由于海水是一種性能較強(qiáng)的導(dǎo)體，在無線電通信的過程中，相關(guān)的通信效應(yīng)會(huì)對(duì)電磁波的傳輸形式產(chǎn)生深入地影響，安全性逐漸降低。

3 用藍(lán)綠激光來實(shí)現(xiàn)對(duì)潛通信

采用藍(lán)綠激光的形式來有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)潛通信，這種形式所表現(xiàn)出的特點(diǎn)可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行深入分析：

3.1 潛艇的安全深度提高

由于激光可以輕松地穿透較深的海水，可以達(dá)到海洋的深處。藍(lán)綠光本身的透光度比較強(qiáng)。所以，可以利用藍(lán)綠光來對(duì)潛入在海底深處的潛艇進(jìn)行通訊，在這一過程中，潛艇無需上浮，這樣就有效的提升了潛艇的安全程度，進(jìn)而保證了潛艇航行的靈活性和相對(duì)隱蔽性。

3.2 頻率相對(duì)較高，耗能較少

藍(lán)綠光的通信技術(shù)，工作頻率可以控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，通信方式較多，耗能量相對(duì)較少。從某種程度上提升了潛艇的生存能力，有助于潛艇的作戰(zhàn)形式。

3.3 安全性好激光波束的方向性好

抗截獲、抗干擾、抗摧毀能力強(qiáng)，且不受電磁波及核輻射的影響，因此.潛艇在深海處就能夠與地面進(jìn)行通信，避免了敵方的測(cè)向、偵察和監(jiān)視，更便于隱蔽作戰(zhàn)企圖。藍(lán)綠激光對(duì)潛通信系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩部分組成。發(fā)射部分包括發(fā)射天線、激光器和電信號(hào)處理電路：接收部分包括光學(xué)接收天線、光探測(cè)器和電信號(hào)處理電路。信源將信息變成電信號(hào)。

結(jié)語

由于藍(lán)綠激光對(duì)潛通信系統(tǒng)其既有較大入水深度，又有極高的通信速度，因而備受各國(guó)軍方的重視，在不遠(yuǎn)的將來，我們?cè)诤蜐撏ㄔ挄r(shí)一定可以像陸地通信一樣靈便暢通。我國(guó)在藍(lán)綠激光對(duì)潛通信方面也已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展。鑒于戰(zhàn)略核潛艇以及常規(guī)潛艇在現(xiàn)代以及未來戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要作用，各國(guó)還迫切希望為其提供更多優(yōu)良的通信手段。