潜艇通信指挥毕业论文

潜艇要遂行军事任务必须要与外界有安全可靠的通信方式，短波在水中不能使用，因为短波在水中衰减得太快，为了解决此问题，可以采用浮标天线或浮力天线，即把天线通过一根长长的绳索施放到水面，这样潜艇在水下也可发射信号。实际上，这样仍然存在一个潜艇自我暴露的问题，因为潜艇在远距离用短波通信，其信号本身就不保密，可能被敌方截获破译，并测出潜艇的位置，而且露出水面的浮标天线也有被敌方雷达探测到的可能。 目前潜艇在水下如不施放通讯浮标，是无法主动与岸上联络的，所以核潜艇只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式。超长波的波长为1万到10万米，它能从空中钻入水里，在水中的衰耗比较小，穿透海水的深度最大可达30米，使水下的潜艇接收到岸上发来的电波。极长波的波长大于10万米，几乎可以在全球范围内实现对潜通信，穿透水层的深度达200米以上，即使在最大距离上也可达到水下80米左右。美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验，一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑鲹号核潜艇接收到了该台的信号。由于超长波和极长波发射设施非常庞大，占地达数平方千米，在潜艇上不可能安装，所以只能建在陆地，对潜艇来说，超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信，如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令，必须按规定的时间和频率接收。潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的。由于极长波在单位时间内传送的信息量少，所以通讯速度很慢。据试验，发送20个英文字母需用几十分钟时间，只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号，如给弹道导弹核潜艇发送发射核弹的命令等。 随着激光技术的发展，人们又把目光投向卫星对潜激光通信。激光是极高频、频段在10千千赫以上（波长 3—30微米）的电磁波，通过卫星将信息发送或反射至潜艇。激光通信传输速率快，比极长波系统快几十万倍，具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性强和有很强的抗核破坏能力等特性。激光通信设备可以做得轻便而经济，尤其天线小，一般天线仅几十厘米，重量不过几千克。激光通信的这些特点，可使潜艇在水下最佳安全巡航状态完成通讯任务。

战争时，潜艇要遂行军事任务必须要有安全可靠的通信方式，也就是说要秘密地与外界“对话”。潜艇在海上是如何进行通信联络的呢？ 潜艇在水面和潜望状态航行时，主要是靠无线电短波通信（波长为10米至100米）。短波通信是利用电磁波在空中传播某种信号的通信方式，是潜艇与岸上指挥机构联络的主要方式，属于双向通信。但是短波在水中不能使用，因为短波在水中衰减得太快，不等到它传到水面就已经衰耗完了，所以必须把发射天线伸出水面才能正常工作。但是潜艇的升降天线装置长度有限，为了解决升降天线短的问题，还可以采用浮标天线或浮力天线，即把天线通过一根长长的绳索施放到水面或接近水面的地方，这样潜艇在水下一定深度也可发射信号。实际上，这样仍然存在一个潜艇自我暴露的问题，因为潜艇在远距离用短波通信，必须使用大功率的发报机，其信号本身就不保密，可能被敌方截获破译，进而测出潜艇的位置；而且露出水面的桅杆或浮标也有被敌方雷达探测到的可能，所以潜艇向外界发报是应受到严格控制的。 还有一种双向通信方式——使用超高频和特高频的卫星通信。但卫星通信仍需要潜艇上浮到潜望深度并把天线升出水面，而且卫星在战争期间易受到敌人摧毁，所以从隐蔽角度来看仍不是很理想。 由于无线电短波不能在水中传播，核潜艇在深海又无法使用天线，所以没有办法主动与外界联络，只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式。超长波的波长为1万到10万米，它能从空中钻入水里，在水中的衰耗比较小，穿透海水的深度最大可达30米。极长波的波长大于10万米，几乎可以在全球范围内实现对潜通信，穿透水层的深度达200米以上，即使在最大距离上也可达到水下80米左右。美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验，一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑鲹号核潜艇使用拖曳天线接收到了该台的信号。 超长波和极长波发射设施非常庞大，占地面积达数平方千米甚至几十平方千米，在潜艇上不可能安装，只能建在陆地。对潜艇来说，超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信，如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令，必须按规定的时间和频率接收。潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的，如果发射功率大，潜艇据发射台近，潜艇收到电波的深度就大，反之就小，必须上浮到可以接收的深度（如果不上浮，也可施放长达数百米的拖曳天线）。 极长波通信速率很慢，发送3个字母需用十几分钟，在单位时间内传送的信息量少，只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号，如给弹道导弹核潜艇发送“发射核弹”的命令等。由此可见，不论从现有通信技术来看，还是从隐蔽保密角度来看，核潜艇在水下只能“听”话，不能“说”话。 随着激光技术的发展，人们又把目光投向卫星对潜激光通信。激光是极高频、频段在10千千赫以上（波长 3—30微米）的电磁波，通过卫星将信息发送或反射至潜艇。激光通信传输速率快，比极长波系统快几十万倍，具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性强和有很强的抗核破坏能力等特性。激光通信设备可以做得轻便而经济，尤其天线小，一般天线仅几十厘米，重量不过几千克。激光通信的这些特点，可使潜艇在水下最佳安全巡航状态完成通信任务。卫星对潜激光通信系统一般用同步卫星，卫星的覆盖区域比地球表面积的三分之一稍大，等间隔的三颗同步卫星即可实现全球通信。但要实现对潜激光通信还有两大难关，一是克服自然环境（如云、雾、海水、太阳光等）对激光传播形式和方向的影响，二是必须要研制长寿命的激光器。也有一些人担心反卫星武器的日益发展可能对卫星造成威胁。 这里附带说一说潜艇的遇险通信。若遇险潜艇的天线处于水面状态时，可在无线电短波对岸发射频率或军内遇险频率进行呼救；当上述呼救无效时，或本国舰船无法救援时，或危机程度超过保密要求时，可考虑在国际遇险系统进行呼救。当遇险潜艇不能上浮，可适时放出潜艇失事信号浮标；或放出用钢索和电缆连接的灯光信号浮标（白天以颜色、夜晚以灯光显示其位置，浮标内装有电话、电源插座等，供水面救生舰船与水下遇险潜艇通话或向其提供照明用电）；也可放出无线电浮标（此种浮标不与艇体连接，比较保密，浮标内装有无线电发信机，可用密码信号发出遇险潜艇坐标）；遇险潜艇还可用事先规定好的敲打信号进行艇内外通信。 总之，潜艇是利用水层掩护进行活动的舰种，隐蔽是潜艇的生命。进行无线电通信时易于暴露艇位，危及自身安全，所以保持无线电静默显得尤为重要，故潜艇通信与一般水面舰艇通信相比，可归纳出以下特点：1.与岸上指挥所不能进行双向随时通信，只能进行单向非实时通信；2，潜艇对岸发信或收信（超长波除外）时，需浮出水面或接近水面，能否上浮，要视海面情况而定，并经艇长批准；3，为避免无线电波被敌方侦听截获，潜艇发信力求短促，所发信息多采用电报方式以简短的约定信号或无线电信号瞬间发出；4，潜艇收到岸上电报后，在条件允许的情况下，须尽快给予收据，以便使岸上指挥所确认发信成功；5，潜艇与水面舰艇、飞机的双向实时通信，只有在特定的条件下才能进行。

一、综合通信浮标 这是一种用玻璃钢做的新型通信浮标，可由潜艇遥控。浮标内装有四通道的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；另外还装备超长波前置放大器，用来放大指挥部门发给潜艇的微弱信号；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。这种浮标通常用几百米长的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。潜艇内装有电缆绞盘，通信时把浮标放出海面，不用时用绞盘快速收回浮标。 二、高速曳航浮标 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。这种浮标由一个流线型玻璃钢外壳和可以折叠的天线组成。浮标尾部带有昆翼，它包括一个水平舵和一个垂直舵，形似一架倒悬的飞机，有很好的水动力特性和拖曳航行性能。它可以贴近水面随潜艇高速航行，能保障潜艇在快速潜航时实现对外通信。 三、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。水面舰艇收到应急浮标发出的各种求救报警信号后，即可根据水声定位信号迅速确定遇难潜艇方位，立即快速前往抢救。 四、消耗型无线电浮标 为了使潜艇不必到浅水处进行通信，有时还使用被称之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。这种装置可向潜艇提供有效的发射手段而不限制潜艇作战的机动性，可用于除VLF和LF以外的任一频段。虽然在其发射信号时有可能被敌方的测向系统探测到，但是发射前的设定延时使潜艇可以在浮标位置被测出之前就已远离这一地点。 五、潜艇卫星终端浮标 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。

有木有有木有

美国对激光对潜通信的研究和发展很重视，美国海军从1977年提出卫星---潜艇通信的可行性后，就与美国国防研究远景规划化局开始执行联合战略激光通信计划。1981年，美军在位于加利福尼亚海岸不远的地方进行了一次飞机对潜的激光通信试验，一架在12000m高空飞行的飞机与水下300m深处的潜艇实现了激光通信。 实验表明，无论是在白天还是黑夜，系统均能很好地工作，每秒可传输几千比特的信息，这一实验的成功推动了美国对潜激光通信的研究。此后，美国海军以几乎每年一次的频率，进行了6次上海上大型蓝绿激光对潜通信试验，包括在更高的天空、长续航时间的模拟无人机驾驶飞机与以正常下潜深度和航速航行的潜艇间的双工激光通信可行性试验，证实了蓝绿激光通信能在天气不正常、大暴雨、海水浑浊等恶劣条件下正常进行，在激光器、激光接收机和系统试验与方案方面都取得了较大的发展。1983年底，前苏联在黑海舰队的主要基地塞瓦斯托波尔附近也进行了把蓝色激光束发送到空间轨道反射镜后再转发到水下弹道潜艇的激光通信试验。 我国国内也有多家单位相续开展了水下激光通信研究。他们在系统、有源光器件、光学滤波器、海水信道特性等方面特性方面都取得了很有价值的阶段性研究成果，某些器件综合性能指标达到了国际先进水平。