由于潛艇活動(dòng)隱蔽的需要,岸對(duì)潛通信與岸艦通信相比,具有以下特點(diǎn):①因潛艇主要在水下活動(dòng),岸對(duì)潛通信實(shí)質(zhì)上是岸對(duì)水下通信;海水對(duì)電磁波的傳播,波長(zhǎng)越長(zhǎng)衰減越小,所以岸對(duì)潛通信主要使用無(wú)線電甚長(zhǎng)波和超長(zhǎng)波波段。②為適應(yīng)海上潛艇活動(dòng)的隱蔽性要求,通常采用定時(shí)單向發(fā)信(廣播)方法。③因通信手段的限制和保密要求,岸對(duì)潛主要的通信方式為簡(jiǎn)短的密碼電報(bào)和約定信號(hào)。④為保障對(duì)海上遠(yuǎn)距離、多方向、多艇群的水下通信,岸上需建立龐大的專用對(duì)潛通信體系(對(duì)潛發(fā)信網(wǎng)和對(duì)潛收信網(wǎng))。
對(duì)潛甚長(zhǎng)波發(fā)信 甚長(zhǎng)波是波長(zhǎng)為100~10千米(頻率為3~30千赫)的電磁波,在海水中衰減較小,其入水深度在20米左右。甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)規(guī)模龐大,功率為十?dāng)?shù)千瓦至數(shù)兆瓦,其山谷天線或鐵塔天線高度在200米以上,天線場(chǎng)地占地?cái)?shù)平方千米,地網(wǎng)導(dǎo)線總長(zhǎng)1000千米以上;若用氣球舉升天線,其高度超過(guò)1500米。岸上指揮所通過(guò)甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)進(jìn)行對(duì)潛通信時(shí),通常采用定時(shí)單向發(fā)信(廣播)方法;為適應(yīng)潛艇續(xù)航力大、活動(dòng)面廣的特點(diǎn),世界主要海軍國(guó)家都在陸地上建立多座甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái),按多點(diǎn)、縱深、疏散并能相互代替的原則配置而成的對(duì)潛發(fā)信網(wǎng),使甚長(zhǎng)波對(duì)潛信號(hào)覆蓋潛艇主要作戰(zhàn)海域甚至全球。美國(guó)建有9座大、中型甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái),其中2座在亞洲,1座在澳洲,1座在中美洲,1座在歐洲,4座在本土和夏威夷,構(gòu)成全球?qū)摪l(fā)信網(wǎng)。前蘇聯(lián)也建有9座大、中型甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái),其中4座在西伯利亞,5座在歐洲地區(qū)。中國(guó)從20世紀(jì)50年代起,已陸續(xù)建立多座大、中型甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái),形成布局合理、使用靈活、通信覆蓋面廣的對(duì)潛發(fā)信網(wǎng)。
甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)信號(hào)傳輸衰減小,穩(wěn)定可靠,受自然和核爆炸引起的電離層騷擾影響小,但其信道頻帶較窄,只能傳輸?shù)退匐妶?bào),不能通話;尤其是地面大型發(fā)信臺(tái),設(shè)備技術(shù)復(fù)雜,造價(jià)昂貴,天線規(guī)模龐大,隱蔽偽裝困難,戰(zhàn)時(shí)是敵方打擊的重點(diǎn)目標(biāo),且一旦遭破壞則難以恢復(fù)。為保障戰(zhàn)時(shí)對(duì)潛指揮穩(wěn)定,除地面固定發(fā)信臺(tái)外,有的國(guó)家建造了機(jī)動(dòng)(機(jī)載或車載)對(duì)潛甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái),其天線部分利用飛機(jī)拖曳或氣球升舉。如美國(guó)20世紀(jì)60年代研制成功的“塔卡木”(TACAMO-take charge and move out)機(jī)載甚長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng),是將甚長(zhǎng)波發(fā)信機(jī)、拖曳天線及控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在特制的大型飛機(jī)上,分別擔(dān)負(fù)太平洋和大西洋的對(duì)潛發(fā)信。工作時(shí),每架飛機(jī)沿小半徑圓圈連續(xù)飛行10余小時(shí),數(shù)架飛機(jī)輪番升空,保證任何時(shí)候都有1架飛機(jī)在大洋上空?qǐng)?zhí)行任務(wù)。機(jī)載甚長(zhǎng)波發(fā)信系統(tǒng),具有靈活機(jī)動(dòng)、較高抗干擾能力、不易被發(fā)現(xiàn)和不易受攻擊等優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)性強(qiáng),可單獨(dú)使用,也可與地面固定臺(tái)同時(shí)使用。主要任務(wù):平時(shí),可承擔(dān)部分對(duì)潛發(fā)信業(yè)務(wù);戰(zhàn)時(shí),當(dāng)?shù)孛婀潭ㄅ_(tái)被摧毀或遭受嚴(yán)重破壞時(shí),擔(dān)負(fù)起全部對(duì)潛發(fā)信任務(wù)?!八尽毕到y(tǒng)經(jīng)數(shù)十年不斷改進(jìn),已成為美國(guó)全球戰(zhàn)略性應(yīng)急通信手段之一。
對(duì)潛超長(zhǎng)波發(fā)信 20世紀(jì)60年代,戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇研制成功,為保證核潛艇的安全和核襲擊的突然性,核潛艇必須經(jīng)常處于深潛狀態(tài)。由于甚長(zhǎng)波入水深度有限,無(wú)法滿足岸對(duì)深潛潛艇的指揮要求,從50年代末,即著手研究超長(zhǎng)波對(duì)潛發(fā)信系統(tǒng)。
超長(zhǎng)波是波長(zhǎng)為10~1兆米(頻率為30~300赫)的電磁波,它在海水中衰減小,約是甚長(zhǎng)波入水衰減率的1/10,潛艇接收深度可比甚長(zhǎng)波大10~20倍,且基本不受自然和核爆炸引起的電離層騷擾的影響,穩(wěn)定可靠,可覆蓋全球;主要缺點(diǎn)是傳輸速率極低,發(fā)3個(gè)字母組成的信號(hào)約需15分鐘,通常用于岸上指揮所向大洋深潛潛艇發(fā)送重要的加密指揮信號(hào)(如核武器使用等),或以約定信號(hào)通知深潛潛艇上浮至能接收甚長(zhǎng)波、短波或微波信號(hào)的深度,再用高速電報(bào)將詳細(xì)內(nèi)容發(fā)給潛艇。
超長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)規(guī)模龐大,通常裝備數(shù)部至數(shù)十部功率為兆瓦級(jí)的發(fā)信機(jī),天線總長(zhǎng)達(dá)數(shù)百到數(shù)千千米;但超長(zhǎng)波發(fā)信機(jī)及其天線均可設(shè)在地下,且天線遭部分破壞后仍可工作,生命力比甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)強(qiáng)。至80年代末,全球建成并投入使用的超長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)有2~3座。
對(duì)潛衛(wèi)星中繼通信 岸上指揮所與海上潛艇間,通過(guò)通信衛(wèi)星中繼轉(zhuǎn)發(fā)而達(dá)成的通信。岸上指揮所發(fā)給潛艇的電報(bào),可隨時(shí)儲(chǔ)存在衛(wèi)星岸站設(shè)備里,潛艇給岸上指揮所的電報(bào)可隨時(shí)發(fā)出,并以“主動(dòng)取報(bào)”方式自動(dòng)接收岸上信息。傳輸速率高,通信容量大,可靠性好,能在短時(shí)間內(nèi)交換大量信息;但衛(wèi)星通信主要工作在微波波段,而微波是不能穿透海水的,潛艇只有將天線露出海面才能進(jìn)行通信,對(duì)潛艇隱蔽性帶來(lái)不利影響。衛(wèi)星通信傳輸速率高,數(shù)秒之內(nèi)即可完成岸潛間信息交換任務(wù),一般情況下也不易被敵方偵測(cè)。
對(duì)潛輔助發(fā)信方式 岸對(duì)潛信息傳遞,除甚長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波發(fā)信及衛(wèi)星通信外,還有一些輔助發(fā)信方式,供在特殊情況下使用。
對(duì)潛通信浮標(biāo)發(fā)信 岸上指揮所可通過(guò)飛機(jī)或水面艦艇在潛艇活動(dòng)海區(qū)投放通信浮標(biāo),通過(guò)浮標(biāo)對(duì)水下潛艇進(jìn)行發(fā)信。發(fā)信時(shí)將報(bào)文或約定信號(hào)輸入浮標(biāo),然后投放。浮標(biāo)入水時(shí),在水面附近進(jìn)行第一次發(fā)送,然后下降到預(yù)定深度進(jìn)行第二次發(fā)送,在同一深度停留5分鐘再發(fā)送一次即沉入海底,整個(gè)過(guò)程約持續(xù)17分鐘。
對(duì)潛短波發(fā)信 對(duì)潛短波發(fā)信臺(tái),功率數(shù)千瓦,通常與甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)建在一起,由甚長(zhǎng)波發(fā)信臺(tái)統(tǒng)一鍵控,發(fā)送岸對(duì)潛電報(bào),作為甚長(zhǎng)波的輔助方式,供處于水面狀態(tài)的潛艇(或水下潛艇天線伸出水面時(shí))接收岸上指令。
正在研制、探索中的對(duì)潛發(fā)信手段 岸對(duì)潛發(fā)信手段,雖然根據(jù)潛艇作戰(zhàn)性能不斷提高而日益發(fā)展,但仍不夠理想,如甚長(zhǎng)波入水太淺,難以滿足對(duì)深潛潛艇的發(fā)信需要,且抗毀性差;超長(zhǎng)波雖入水深度大為提高,但傳輸速率太慢,只能起“門鈴”作用;衛(wèi)星通信雖然傳輸速率很高,但電波不能入水,需潛艇浮出或接近水面才能通信。所以主要海軍國(guó)家一直在研制和探索新的對(duì)潛發(fā)信手段。
對(duì)潛藍(lán)綠激光發(fā)信 是以激光作為信息載體對(duì)水下潛艇進(jìn)行的單向發(fā)信。波長(zhǎng)為470~530毫微米的藍(lán)綠波段激光,穿透海水的能力遠(yuǎn)比甚長(zhǎng)波強(qiáng)而與超長(zhǎng)波相近,且傳輸速率遠(yuǎn)高于超長(zhǎng)波,在氣象與海況良好的條件下,可使高速航行于水下數(shù)百米深處的潛艇接收到信息。其對(duì)潛發(fā)信有3種方式(見圖):①星載方式。激光發(fā)射機(jī)安裝在衛(wèi)星上,地面站通過(guò)射頻信道將信息發(fā)給衛(wèi)星,由衛(wèi)星通過(guò)激光信道轉(zhuǎn)發(fā)給潛艇。②陸基方式。設(shè)在地面的激光發(fā)射機(jī),將激光束射向空載反射器,空載反射器再將激光束反射給潛艇。③機(jī)載方式。激光發(fā)射機(jī)安裝在飛機(jī)上,地面站通過(guò)射頻信道將信息發(fā)給飛機(jī),再通過(guò)機(jī)載激光發(fā)射機(jī)將信息發(fā)給潛艇。
20世紀(jì)80年代初,藍(lán)綠激光對(duì)潛發(fā)信試驗(yàn)成功,但易受大氣中的云、霧,海面波浪和海水的透明度的影響使激光產(chǎn)生衰減;陽(yáng)光中的藍(lán)綠光也會(huì)混入,降低信噪比等,需要潛艇采用靈敏度高、視場(chǎng)寬和頻帶窄的濾波接收器。盡管對(duì)潛藍(lán)綠激光發(fā)信在技術(shù)上還有難題通訊,但就其信息量、抗干擾性、生命力和效能而言,都優(yōu)于甚長(zhǎng)波和超長(zhǎng)波發(fā)信,是新型的、具有發(fā)展前途的對(duì)潛發(fā)信手段。
對(duì)潛中微子發(fā)信 是以中微子為信息載體的對(duì)水下潛艇進(jìn)行的單向發(fā)信。中微子是一種不帶電的、質(zhì)量比中子小得多的基本粒子,其運(yùn)動(dòng)速度接近光速,穿透力極強(qiáng),直線傳播,無(wú)反射、折射、散射現(xiàn)象,抗干擾性和保密性好。中微子發(fā)射機(jī)不需要甚長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波那樣大的天線,可以建在地下指揮所內(nèi),其傳播不受太陽(yáng)活動(dòng)或核輻射影響。由中微子加速器和傳感器構(gòu)成的中微子系統(tǒng),是岸對(duì)深潛潛艇連續(xù)、可靠、保密的理想發(fā)信手段,有著廣闊的發(fā)展?jié)摿?,它的?yīng)用將是對(duì)潛發(fā)信的一個(gè)重大變革。此系統(tǒng)尚處于探索階段。
對(duì)潛收信 岸上指揮所通過(guò)多種手段向海上潛艇進(jìn)行單向發(fā)信(發(fā)出指示、命令及情況通報(bào)等),只有收到潛艇發(fā)出的信息(對(duì)指示、命令執(zhí)行情況及海上情況報(bào)告等)后,才完成雙向信息交流,形成一個(gè)完整的“通信”過(guò)程。
海上潛艇對(duì)岸上發(fā)信除衛(wèi)星中繼方式外,主要使用短波進(jìn)行單向發(fā)信。由于潛艇活動(dòng)距離遠(yuǎn),發(fā)信功率有限,發(fā)信時(shí)間短促(通常在1秒鐘以內(nèi)),岸上指揮所為可靠地接收海上潛艇發(fā)出的短促、微弱的短波無(wú)線電信號(hào),必須設(shè)置專門的對(duì)潛收信點(diǎn)。收信點(diǎn)內(nèi)有多部高靈敏度接收機(jī)和有關(guān)終端機(jī),架有覆蓋相應(yīng)扇面的多副高增益天線,采用頻率分集或空間分集方式對(duì)潛艇發(fā)信進(jìn)行全時(shí)接收。
當(dāng)多艘(群)潛艇在不同海區(qū)活動(dòng)時(shí),單個(gè)對(duì)潛收信點(diǎn)無(wú)法可靠地接收潛艇信息通訊,一般都以數(shù)個(gè)收信點(diǎn)組成對(duì)潛收信網(wǎng),以提高對(duì)潛收信的收全率和準(zhǔn)確率。網(wǎng)內(nèi)的收信點(diǎn)采用分散、梯次配置,以保證最大限度地接收潛艇在不同距離、不同方向、不同時(shí)間發(fā)出的信息。各收信點(diǎn)都與對(duì)潛指揮所有線路連接,收到潛艇信息后,迅速傳遞給指揮所,指揮所將各收信點(diǎn)傳來(lái)的信息進(jìn)行人工或自動(dòng)判決,整理出完整的報(bào)文。
簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì) 岸對(duì)潛通信是隨著科技進(jìn)步和潛艇活動(dòng)方式的變化而發(fā)展的。20世紀(jì)以前的潛艇發(fā)展史上,潛艇僅靠簡(jiǎn)易的視覺通信手段對(duì)外進(jìn)行近距離通信,尚無(wú)遠(yuǎn)距離通信手段,實(shí)際上不存在岸對(duì)潛通信問(wèn)題。20世紀(jì)初,無(wú)線電在海軍的應(yīng)用,潛艇裝備了無(wú)線電通信設(shè)備,建立了岸潛間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng),由于當(dāng)時(shí)潛艇以水上活動(dòng)為主,岸對(duì)潛通信與對(duì)水面艦艇通信一樣,以短波雙向通信為主。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于海軍飛機(jī)和雷達(dá)觀察設(shè)備用于反潛搜索,迫使?jié)撏мD(zhuǎn)入以水下活動(dòng)為主,岸對(duì)潛遂改用甚長(zhǎng)波單向定時(shí)發(fā)信方式,短波通信降為輔助手段。50年代初,出現(xiàn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈潛艇,隨著海洋監(jiān)視衛(wèi)星和遙感技術(shù)的發(fā)展,戰(zhàn)略導(dǎo)彈潛艇的活動(dòng)深度愈益增大,甚長(zhǎng)波已滿足不了大深度通信要求,為解決深海通信問(wèn)題,50年代末開始研究超長(zhǎng)波,并于70年代投入使用,70年代后繼續(xù)研制、探索其他對(duì)潛通信新途徑?,F(xiàn)代對(duì)潛通信將是一個(gè)多元化的完整體系,融甚長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波、衛(wèi)星、藍(lán)綠激光和中微子等通信系統(tǒng)于一體的綜合體系。以各系統(tǒng)之間有機(jī)結(jié)合和最佳配置來(lái)完成未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)所需對(duì)潛通信任務(wù)。