水下通信的过去与现在.doc

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1、水下通信的过去与现在　　窃听水底的空管听声器在现代海战中，潜水艇越来越显示出它的威慑力量。但潜水艇也遇到一个很大的难题，即如何有效地进行水下通信问题。于是，水下“无线电话”一时成了科学家的研究热门。水下通信的过去与现在　　窃听水底的空管听声器在现代海战中，潜水艇越来越显示出它的威慑力量。但潜水艇也遇到一个很大的难题，即如何有效地进行水下通信问题。于是，水下“无线电话”一时成了科学家的研究热门。水下通信的过去与现在　　窃听水底的空管听声器在现代海战中，潜水艇越来越显示出它的威慑力量。但潜水艇也遇到一个很大的难题，即如

2、何有效地进行水下通信问题。于是，水下“无线电话”一时成了科学家的研究热门。水下通信技术的发展史可以追溯到很久以前。今天，我们仍可在意大利著名艺术家达?芬奇(公元1490年)的笔记本中找到这样一段话：“将一根长管的封闭端插进水里，把开口端放在耳朵旁，可以听到远处船行驶的响声。”可以说，这是较早的研究水下通信的文字资料。后来科学家又得出进一步的结论：水的密度比空气大得多，声音可以在水中迅速传播，在海水中的声速为5500千米／小时。据此计算，从太平洋一侧发出的一个声信号，经过4小时就能到达另一侧。此外，海水的盐分越多，深

3、度越深，声音传播速度也越快。在深度为1万米的深海底，声在水中的传播速度可达6000千米／小时。利用声音在水中传播速度快的特点，科学家们为早期的潜水艇设计了一种“空气管式”的听音设备。这种听音设备类似于医生会诊用的听诊器。1为空心管道，内部是空气；2为空心橡皮球，安装在空气管两端；3为垂直空气管，一端与1和2相联接，另一端穿过潜艇甲板，插入艇内；4是听音筒，与垂直气管相连接；5是调节手柄，可以左右转动。当潜水艇潜入水中时，将听音设备的听筒挂在耳朵上，如遇到附近有船只行驶时，螺旋桨拨动水而发出的声波传到空心球处，使球壁

4、发生振动，空心管内的空气柱也发生振动，潜艇内的人员就可从听筒听到声响。转动调节器，根据两耳声音的强弱变化程度，就可凭经验确定附近船只的方位。以后又发展到由许多空气管组成的声波接收器。这种装置的特点是可以在水下相互进行通信，一方发出表示信号的响声，另一方可接收到并进行“对话”。当然，这样很容易暴露潜艇的位置，不利于保密和安全，很快就被淘汰了。易收难发的无线电通信无线电通信出现后，给潜艇通信提出了新问题。当潜水艇浮在水面时，可以利用各种无线电通信方式。但当潜入水下时，因为通常使用的无线电波很难穿透到水下，大部分被水体反

5、射回空气中，小部分进入水中也很快被水吸收掉，潜艇无法利用当时的无线电装置与外界联系。研究发现，电波的频率越高(即波长越短)，越容易被水体吸收。为解决潜艇水下通信问题，科学家们采用了频率很低的超长波进行试验，波长范围在5000—20000米之间的电波，向海面发射时，可穿透20米左右的水深。为了建立超长波信号发射台，需要建立高达300米的天线，显然，在潜水艇上是不可能安装如此高大的天线的，这就决定了当时的潜水艇只能接收超长波信号而不能在水下发射信号的命运。　　为了接收超长波信号，潜艇甲板上装有边长约1米的方框形天线。进

6、入水里的电磁波穿过天线框时，框内会产生随信号变化的感应电势，微弱的感应电流经放大和解调处理后就可再现原来的信号。为了适应战争环境的需要，潜艇应该能主动地与指挥部取得联系，为此，设计出了一种装有特殊的可快速升降的桅杆，普通的短波发射天线固定在这种桅杆的顶部。潜艇向地面指挥部发射信号时，首先升到离水面只有7--10米处，然后将装有天线的桅杆往上升，直到天线露出水面，迅速地发完全部信息。完成发射后，立即收杆，潜艇全速下沉转移。　　旧式的潜艇为了观察周围有无敌情，先要伸出潜望镜，而现代化的潜艇装有先进的可升降的潜艇雷达，它

7、升出水面后能快速扫视四周，迅速、准确地探测四周的动静，同时向陆地发送短波信号，或可用波长极短的超高频电波直接与空中的卫星联系。卫星通信天线也安装在可升降桅杆的顶部。　　现代最新型的潜艇还配备有弹射式呼救器，遇到紧急情况时，潜艇可从水下将呼救器弹出水面。呼救器到了水面会自动地连续发出无线电波，向卫星或周围呼救。　　穿透深海的极长波通信超长波通信虽然可使潜艇在离海面20米以内的水下接收信号，但此深度对现代海战中的潜艇，特别是核潜艇来说很不安全，这就迫使科学家们寻找一种真正称得上深水通信的有效手段。　　根据无线电波穿透海

8、水的理论推算，波长越长，越易穿透海水，因而科学家决定采用比超长波更长的电波进行试验。美国海军部科研中心采用波长为300千米的极长波进行试验。当然，为了发射这种极长波电讯，天线也将成百倍地增长，竟达100多千米。这样长的天线只有铺设在地面上，并应选择电导率较低的岩层地区。美国的一个海军试验场东西、南北方向交错地铺设着20根这样长的发射天线，每根相距1千米。用这