核潛艇是現代戰爭中的“神兵利刃”,它在水下長時間大範圍潛伏,對敵突然襲擊,是各國重點發展的戰略性武器。

可海洋環境變幻多端,海水又導電良好,傳統高頻電波、可見光、紅外等通信載體在水中衰減很快。潛艇在深海里不“說話”,不但敵人發現不了,連已方基地與潛艇通信也成了大難題。

二戰時期,潛艇大部分時間以水面狀態航行,與基地通信和其他水面艦艇一樣,用中高頻無線電臺就行了。

二戰後,潛艇轉入水下。冷戰時期核潛艇問世,讓潛深進一步加大到水下5、600米甚至更深。傳統短波、超短波、微波通信在水中傳播距離很短,已經不堪大任了。只有甚長波、超長波、極長波能穿透海水,將信息送達。

VLF甚低頻無線電波,頻率3 KHz ~30KHz,波長10~100千米。能穿透幾十米深海水,爲水下15米之內的潛艇傳遞信息。

SLF超低頻無線電波更強悍,頻率30Hz~300Hz,波長1000-10000千米,能穿透1、200米水深。ELF極低頻電波穿透能力更強。

爲了接收來自陸基、海基、空基、天基的信息,潛艇裝備多種天線,通信頻段很寬。比如MF、HF(中高頻);VHF、UHF、SHF(甚高、特高、超高頻);VLF、ULF、SLF(甚低、特低、超低頻)等等。這些天線在不同的場景中各有用處。

在陸地上,長波發射臺規模非常大,光天線部分就佔地幾十平方千米,發射鐵塔200多米高,地網導線幾百千米長。

1986年,美國在威斯康星州和密歇根州間建立長波電臺,天線長達135千米!冷戰期間,美蘇兩國爭着在全球各地建長波電臺,各建了9座覆蓋全球。

綠線處是天線

長波電臺發射的ELF極低頻電波,能穿透北極海域厚厚的海冰,深入水下10米且信號也不衰減。對於北極海域戰備值班的彈道導彈核潛艇來說,這種電波可以解決水下通信、指揮問題,具有重大意義。

巨型天線

爲了避免長波電臺在戰時被率先打擊,美國還搞出了“塔卡木”(TACAMO)機載甚低頻通信系統,用E-6B電子戰飛機,拖拽一條10千米左右天線,搭載200千瓦 VLF發信機,在大西洋、太平洋上空輪流值班。陸基長波臺被摧毀時,保證有一架或多架飛機向大洋深處的戰略核潛艇發送信息。

E-6B 空中指揮所

爲接收甚低頻、超低頻長波信號,潛艇上裝備拖拽天線和通信浮標。

1、拖拽天線很長,從幾百米到上千米。比如,美國海軍的拖曳天線長500米左右;蘇聯海軍拖拽天線長300~900米不等。

2、通信浮標有多種,一種是綜合通信浮標,用幾百米長電纜與潛艇相連,適合在穩定潛伏狀態使用。浮標裏有超長波前置放大器和短波發信機,既能接收基地長波信號,也能將潛艇報文以短波發送出去。

另一種高速曳航浮標,有流線型外形和尾翼,像個小潛艇。可在水面下跟隨潛艇高速航行。

拖拽天線

這些天線體積都不小,在水中移動時會產生噪聲,會被敵方聲吶偵測到,若離海面太近,也會被反潛飛機發現。所以也要謹慎使用。

長波通信優點突出,但缺點也不少。首先是傳輸速率太慢,發送3個字符就要15分鐘。其次是帶寬太低,信息容量小。音頻、視頻什麼的就別想了,連電報信息都困難(VLF可以發)。很多時候只是發幾個提前約定的密碼或信號,再對照密碼本翻譯,或者乾脆就是提醒潛艇上浮收信,當“門鈴”使用。

除了長波接收設備,潛艇上還有高頻、甚高頻短波收發設備。這些設備與水面艦艇、飛機、衛星雙向聯絡,但要上浮到潛望鏡深度使用,或放出浮標天線,隱蔽性降低很多。

潛艇對岸通信時,沒有長波電臺直接發送,需要將信息發送到衛星、飛機,再由它們中繼轉達。

也可以在固定海域,將信息發送到對潛收信網。對潛收信網由多個分散佈置的收信點組成,與指揮部專線相連。收到信息後迅速回傳,指揮所將各收信點信息彙總,得到完整報文。

通過以上方式,基地與潛艇之間既能發送,也能接收信息,形成完整迴路。就算潛艇身處北極冰層下,也能自如指揮。和風漫談原創,禁止抄襲。

隨着科技發展,更先進的通信方式不斷湧現出來。比如藍綠激光通信,能穿透水下幾百米,信號衰減小,速度快效率高,已經多次實驗。但環境干擾、指向太強、激光束太窄等問題仍需解決。

藍綠激光通信

此外,還有中微子通信、量子通信等正在研究。未來的潛艇在先進通信技術幫助下,必將發揮出更強大戰鬥力。

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