由于潛艇活動隱蔽的需要,岸對潛通信與岸艦通信相比,具有以下特點:①因潛艇主要在水下活動,岸對潛通信實質(zhì)上是岸對水下通信;海水對電磁波的傳播,波長越長衰減越小,所以岸對潛通信主要使用無線電甚長波和超長波波段。②為適應海上潛艇活動的隱蔽性要求,通常采用定時單向發(fā)信(廣播)方法。③因通信手段的限制和保密要求,岸對潛主要的通信方式為簡短的密碼電報和約定信號。④為保障對海上遠距離、多方向、多艇群的水下通信,岸上需建立龐大的專用對潛通信體系(對潛發(fā)信網(wǎng)和對潛收信網(wǎng))。
對潛甚長波發(fā)信 甚長波是波長為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。甚長波發(fā)信臺規(guī)模龐大,功率為十數(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,天線場地占地數(shù)平方千米,地網(wǎng)導線總長1000千米以上;若用氣球舉升天線,其高度超過1500米。岸上指揮所通過甚長波發(fā)信臺進行對潛通信時,通常采用定時單向發(fā)信(廣播)方法;為適應潛艇續(xù)航力大、活動面廣的特點,世界主要海軍國家都在陸地上建立多座甚長波發(fā)信臺,按多點、縱深、疏散并能相互代替的原則配置而成的對潛發(fā)信網(wǎng),使甚長波對潛信號覆蓋潛艇主要作戰(zhàn)海域甚至全球。美國建有9座大、中型甚長波發(fā)信臺,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、中型甚長波發(fā)信臺,其中4座在西伯利亞,5座在歐洲地區(qū)。中國從20世紀50年代起,已陸續(xù)建立多座大、中型甚長波發(fā)信臺,形成布局合理、使用靈活、通信覆蓋面廣的對潛發(fā)信網(wǎng)。
甚長波發(fā)信臺信號傳輸衰減小,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?,不能通話;尤其是地面大型發(fā)信臺,設備技術(shù)復雜,造價昂貴,天線規(guī)模龐大,隱蔽偽裝困難,戰(zhàn)時是敵方打擊的重點目標,且一旦遭破壞則難以恢復。為保障戰(zhàn)時對潛指揮穩(wěn)定,除地面固定發(fā)信臺外,有的國家建造了機動(機載或車載)對潛甚長波發(fā)信臺,其天線部分利用飛機拖曳或氣球升舉。如美國20世紀60年代研制成功的“塔卡木”(TACAMO-take charge and move out)機載甚長波發(fā)信系統(tǒng),是將甚長波發(fā)信機、拖曳天線及控制監(jiān)測系統(tǒng)安裝在特制的大型飛機上,分別擔負太平洋和大西洋的對潛發(fā)信。工作時,每架飛機沿小半徑圓圈連續(xù)飛行10余小時,數(shù)架飛機輪番升空,保證任何時候都有1架飛機在大洋上空執(zhí)行任務。機載甚長波發(fā)信系統(tǒng),具有靈活機動、較高抗干擾能力、不易被發(fā)現(xiàn)和不易受攻擊等優(yōu)點,適應性強,可單獨使用,也可與地面固定臺同時使用。主要任務:平時,可承擔部分對潛發(fā)信業(yè)務;戰(zhàn)時,當?shù)孛婀潭ㄅ_被摧毀或遭受嚴重破壞時,擔負起全部對潛發(fā)信任務。“塔卡木”系統(tǒng)經(jīng)數(shù)十年不斷改進,已成為美國全球戰(zhàn)略性應急通信手段之一。
對潛超長波發(fā)信 20世紀60年代,戰(zhàn)略導彈核潛艇研制成功,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)。由于甚長波入水深度有限,無法滿足岸對深潛潛艇的指揮要求,從50年代末,即著手研究超長波對潛發(fā)信系統(tǒng)。
超長波是波長為10~1兆米(頻率為30~300赫)的電磁波,它在海水中衰減小,約是甚長波入水衰減率的1/10,潛艇接收深度可比甚長波大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;主要缺點是傳輸速率極低,發(fā)3個字母組成的信號約需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(如核武器使用等),或以約定信號通知深潛潛艇上浮至能接收甚長波、短波或微波信號的深度,再用高速電報將詳細內(nèi)容發(fā)給潛艇。
超長波發(fā)信臺規(guī)模龐大,通常裝備數(shù)部至數(shù)十部功率為兆瓦級的發(fā)信機,天線總長達數(shù)百到數(shù)千千米;但超長波發(fā)信機及其天線均可設在地下,且天線遭部分破壞后仍可工作,生命力比甚長波發(fā)信臺強。至80年代末,全球建成并投入使用的超長波發(fā)信臺有2~3座。
對潛衛(wèi)星中繼通信 岸上指揮所與海上潛艇間,通過通信衛(wèi)星中繼轉(zhuǎn)發(fā)而達成的通信。岸上指揮所發(fā)給潛艇的電報,可隨時儲存在衛(wèi)星岸站設備里,潛艇給岸上指揮所的電報可隨時發(fā)出,并以“主動取報”方式自動接收岸上信息。傳輸速率高,通信容量大,可靠性好,能在短時間內(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行通信,對潛艇隱蔽性帶來不利影響。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,一般情況下也不易被敵方偵測。
對潛輔助發(fā)信方式 岸對潛信息傳遞,除甚長波、超長波發(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。
對潛通信浮標發(fā)信 岸上指揮所可通過飛機或水面艦艇在潛艇活動海區(qū)投放通信浮標,通過浮標對水下潛艇進行發(fā)信。發(fā)信時將報文或約定信號輸入浮標,然后投放。浮標入水時,在水面附近進行第一次發(fā)送,然后下降到預定深度進行第二次發(fā)送,在同一深度停留5分鐘再發(fā)送一次即沉入海底,整個過程約持續(xù)17分鐘。
對潛短波發(fā)信 對潛短波發(fā)信臺,功率數(shù)千瓦,通常與甚長波發(fā)信臺建在一起,由甚長波發(fā)信臺統(tǒng)一鍵控,發(fā)送岸對潛電報,作為甚長波的輔助方式,供處于水面狀態(tài)的潛艇(或水下潛艇天線伸出水面時)接收岸上指令。
正在研制、探索中的對潛發(fā)信手段 岸對潛發(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,如甚長波入水太淺,難以滿足對深潛潛艇的發(fā)信需要,且抗毀性差;超長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。所以主要海軍國家一直在研制和探索新的對潛發(fā)信手段。
對潛藍綠激光發(fā)信 是以激光作為信息載體對水下潛艇進行的單向發(fā)信。波長為470~530毫微米的藍綠波段激光,穿透海水的能力遠比甚長波強而與超長波相近,且傳輸速率遠高于超長波,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。其對潛發(fā)信有3種方式(見圖):①星載方式。激光發(fā)射機安裝在衛(wèi)星上,地面站通過射頻信道將信息發(fā)給衛(wèi)星,由衛(wèi)星通過激光信道轉(zhuǎn)發(fā)給潛艇。②陸基方式。設在地面的激光發(fā)射機,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機載方式。激光發(fā)射機安裝在飛機上,地面站通過射頻信道將信息發(fā)給飛機,再通過機載激光發(fā)射機將信息發(fā)給潛艇。
20世紀80年代初,藍綠激光對潛發(fā)信試驗成功,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;陽光中的藍綠光也會混入,降低信噪比等,需要潛艇采用靈敏度高、視場寬和頻帶窄的濾波接收器。盡管對潛藍綠激光發(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)于甚長波和超長波發(fā)信,是新型的、具有發(fā)展前途的對潛發(fā)信手段。
對潛中微子發(fā)信 是以中微子為信息載體的對水下潛艇進行的單向發(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,其運動速度接近光速,穿透力極強,直線傳播,無反射、折射、散射現(xiàn)象,抗干擾性和保密性好。中微子發(fā)射機不需要甚長波、超長波那樣大的天線,可以建在地下指揮所內(nèi),其傳播不受太陽活動或核輻射影響。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Γ膽脤⑹菍摪l(fā)信的一個重大變革。此系統(tǒng)尚處于探索階段。
對潛收信 岸上指揮所通過多種手段向海上潛艇進行單向發(fā)信(發(fā)出指示、命令及情況通報等),只有收到潛艇發(fā)出的信息(對指示、命令執(zhí)行情況及海上情況報告等)后,才完成雙向信息交流,形成一個完整的“通信”過程。
海上潛艇對岸上發(fā)信除衛(wèi)星中繼方式外,主要使用短波進行單向發(fā)信。由于潛艇活動距離遠,發(fā)信功率有限,發(fā)信時間短促(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、微弱的短波無線電信號,必須設置專門的對潛收信點。收信點內(nèi)有多部高靈敏度接收機和有關(guān)終端機,架有覆蓋相應扇面的多副高增益天線,采用頻率分集或空間分集方式對潛艇發(fā)信進行全時接收。
當多艘(群)潛艇在不同海區(qū)活動時,單個對潛收信點無法可靠地接收潛艇信息通訊,一般都以數(shù)個收信點組成對潛收信網(wǎng),以提高對潛收信的收全率和準確率。網(wǎng)內(nèi)的收信點采用分散、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、不同時間發(fā)出的信息。各收信點都與對潛指揮所有線路連接,收到潛艇信息后,迅速傳遞給指揮所,指揮所將各收信點傳來的信息進行人工或自動判決,整理出完整的報文。
簡史與發(fā)展趨勢 岸對潛通信是隨著科技進步和潛艇活動方式的變化而發(fā)展的。20世紀以前的潛艇發(fā)展史上,潛艇僅靠簡易的視覺通信手段對外進行近距離通信,尚無遠距離通信手段,實際上不存在岸對潛通信問題。20世紀初,無線電在海軍的應用,潛艇裝備了無線電通信設備,建立了岸潛間遠距離通信系統(tǒng),由于當時潛艇以水上活動為主,岸對潛通信與對水面艦艇通信一樣,以短波雙向通信為主。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于海軍飛機和雷達觀察設備用于反潛搜索,迫使?jié)撏мD(zhuǎn)入以水下活動為主,岸對潛遂改用甚長波單向定時發(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)略導彈潛艇的活動深度愈益增大,甚長波已滿足不了大深度通信要求,為解決深海通信問題,50年代末開始研究超長波,并于70年代投入使用,70年代后繼續(xù)研制、探索其他對潛通信新途徑?,F(xiàn)代對潛通信將是一個多元化的完整體系,融甚長波、超長波、衛(wèi)星、藍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)之間有機結(jié)合和最佳配置來完成未來戰(zhàn)爭所需對潛通信任務。