如何實(shí)現(xiàn)水下潛艇與水上艦機(jī)的“跨界”通信，有效實(shí)現(xiàn)多種力量協(xié)同海上作戰(zhàn)，一直是困擾各國海軍的難題。近日，美國在解決這一難題上取得了巨大的技術(shù)突破，麻省理工的科研人員推出了“平移聲學(xué)—射頻通信”(TARF)系統(tǒng)，綜合運(yùn)用聲吶和雷達(dá)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)水下潛艇與飛機(jī)的直接通信。

“TARF系統(tǒng)的原理是潛艇通過聲吶裝置向海面發(fā)送含有預(yù)定信息的聲波，不同頻率的聲波在海面形成的微小振幅對應(yīng)二進(jìn)制代碼，飛機(jī)裝載極高頻雷達(dá)對海面掃描，捕獲聲波形成的二進(jìn)制代碼信號，通過解碼將其恢復(fù)成潛艇發(fā)送的信息。”《中外艦聞》主編、軍事評論員呂田豐告訴科技日報(bào)記者，“TARF系統(tǒng)的原理并不復(fù)雜，聲吶和雷達(dá)兩個(gè)分系統(tǒng)也不是特別先進(jìn)，但雷達(dá)要在水面波浪的干擾中識別微小的聲波振幅所需的算法卻極其復(fù)雜且規(guī)模龐大，因此海面聲波振幅的識別算法是TARF系統(tǒng)的核心技術(shù)，也是最大的技術(shù)難點(diǎn)。”

據(jù)悉，科研人員利用波浪頻率特性，成功實(shí)現(xiàn)了對自然波浪和聲波振幅的有效區(qū)分，目前TARF系統(tǒng)能夠在水面波浪高度小于16厘米的海域中工作�？蒲腥藛T希望進(jìn)一步優(yōu)化算法，使其能夠在更為復(fù)雜的海況中使用。

“現(xiàn)階段與潛艇通信主要有無線電和通信浮標(biāo)兩種方式。”呂田豐指出，無線電通信主要通過甚低頻和極低頻無線電技術(shù)，能夠穿過10—200米海水，但這種通信技術(shù)需要上千米到數(shù)十千米的天線陣列，因此基本只能用于陸上基地與潛艇的遠(yuǎn)距離通信。通信浮標(biāo)也有兩種，一是艦機(jī)釋放的聲吶浮標(biāo)，聲吶浮標(biāo)可以將艦機(jī)發(fā)出的通信信息轉(zhuǎn)化為聲吶信號在海中傳播，潛艇接收聲吶信號得到艦機(jī)發(fā)送的指令，聲吶浮標(biāo)也可以接收潛艇主動(dòng)發(fā)出的聲吶信號，轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送給艦機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)水下潛艇與水上艦機(jī)的雙向通信;二是潛艇釋放的有線通信浮標(biāo)，浮標(biāo)與潛艇相連，相當(dāng)于潛艇伸出水面的天線，直接通過無線電與艦機(jī)、基地等聯(lián)系。“TARF系統(tǒng)將給潛艇通信帶來巨大變革。”呂田豐表示，潛艇執(zhí)行偵查、攻擊等作戰(zhàn)任務(wù)需要主動(dòng)與艦機(jī)聯(lián)系時(shí)，往往要由潛艇釋放通信浮標(biāo)，通信浮標(biāo)漂浮在海面本身就是指示潛艇位置的絕佳標(biāo)志，且潛艇釋放浮標(biāo)需要上浮或下潛調(diào)整位置，更易暴露潛艇方位。TARF系統(tǒng)一旦成熟，潛艇就無需裝備通信浮標(biāo)，這將顯著提高潛艇的生存能力，大幅提升潛艇作戰(zhàn)性能。此外，小巧輕便的聲學(xué)裝置能夠安裝在體型較小的無人潛航器中，無人潛航器也能借助TARF系統(tǒng)避免時(shí)常浮起傳輸數(shù)據(jù)，大幅提高其續(xù)航能力。