Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найдите источники: «Связь с подводными лодками» – Новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( Декабрь 2008 г. ) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)
Связь с подводными лодками это поле внутри военная связь это создает технические проблемы и требует специализированных технологий. Потому что радиоволны не проходят через добро электрические проводники подобно соленая вода, погруженный подводные лодки отрезаны от радиосвязь с их командованием на обычных радиочастотах.
Подводные лодки могут всплывать и поднимать антенна над уровнем моря, то используйте обычные радиопередачи, однако это делает их уязвимыми для обнаружения противолодочная война силы. Ранние подводные лодки во время Вторая Мировая Война в основном передвигались на поверхности из-за их ограниченной подводной скорости и выносливости; они ныряли в основном, чтобы избежать непосредственной угрозы.
Сигналы обозначения присутствия подводных лодок и их аварийного состояния
Вовремя Холодная война, тем не мение, атомные подводные лодки были разработаны, которые могут оставаться под водой в течение нескольких месяцев. В случае ядерной войны затопленный подводные лодки с баллистическими ракетами нужно приказать быстро запустить свои ракеты. Передача сообщений на эти подводные лодки — активная область исследований.
Очень низкая частота (ОНЧ) радиоволны могут проникать в морскую воду на несколько сотен футов, и многие военно-морские силы используют мощные береговые ОНЧ-передатчики для подводной связи. Несколько стран создали передатчики, использующие чрезвычайно низкая частота (ELF) радиоволны, которые могут проникать в морскую воду и достигать подводных лодок на рабочих глубинах, но для этого требуются огромные антенны. Другие использованные методы включают: сонар и синий лазеры.
- 1 Акустическая передача
- 2 Очень низкая частота
- 3 Чрезвычайно низкая частота
- 3.1 Трансмиссии ELF
Акустическая передача
Основная статья: Подводная акустическая коммуникация
Звук путешествует далеко в воде и под водой музыкальные колонки и гидрофоны может покрыть значительный пробел. По-видимому, как Американец (СОСУС ) и русский Военно-морские силы разместили оборудование звуковой связи на морском дне в районах, часто посещаемых их подводными лодками, и соединили его подводные кабели связи на свои наземные станции. Если рядом с таким устройством прячется подводная лодка, она может оставаться на связи со своим штабом. An подводный телефон иногда называемый Гертрудой, также используется для связи с подводными аппаратами.
Очень низкая частота
VLF радиоволны (3–30кГц ) могут проникать в морскую воду на несколько десятков метров, и подводная лодка на небольшой глубине может использовать их для связи. Более глубокое судно может использовать буй оснащен антенной на длинном кабеле. Буй поднимается на несколько метров ниже поверхности и может быть достаточно маленьким, чтобы его не заметил противник. сонар и радар. Однако эти требования к глубине ограничивают подводные лодки короткими периодами приема, и противолодочная война технология может быть способна обнаруживать субмарины или антенный буй на таких малых глубинах.
Боевая тревога на подводной лодке
Естественный фоновый шум увеличивается с уменьшением частоты, поэтому для его преодоления требуется большая излучаемая мощность. Хуже того, маленькие антенны (относительно длины волны) по своей сути неэффективны. Это подразумевает высокую мощность передатчика и очень большие антенны на квадратные километры.
Это не позволяет подводным лодкам передавать УНЧ, но для приема достаточно простой антенны (обычно с длинным задним проводом). То есть VLF всегда односторонний, с суши на лодку. Если требуется двусторонняя связь, лодка должна подняться ближе к поверхности и поднять антенную мачту для связи на более высоких частотах, обычно HF и выше.
Из-за узкой пропускная способность есть, передача голоса невозможна; поддерживаются только медленные данные. Скорость передачи данных VLF составляет около 300 бит / с, поэтому Сжатие данных необходимо.
Лишь немногие страны используют средства связи с подводными лодками в сверхнизком диапазоне: Норвегия, Соединенные Штаты, Россия, Великобритания, Германия, Австралия, Пакистан, и Индия.
Чрезвычайно низкая частота
1982 вид с воздуха на озеро Моллюск ВМС США, штат Висконсин. ELF средство.
Электромагнитные волны в ELF и SLF частотные диапазоны (3–300Гц ) могут проникать в морскую воду на глубину до сотен метров, что позволяет передавать сигналы подводным лодкам на их рабочих глубинах. Создание передатчика ELF — сложная задача, поскольку им приходится работать невероятно долго. длины волн: The ВМС США с Проект ELF система, которая была вариантом более крупной системы, предложенной под кодовым названием Проект Сангвиник, [1] работал на 76Герц, [2] советская / российская система (называемая ЗЕВС) при 82 Гц. [3] Последнее соответствует длине волны 3656,0 км. Это больше четверти диаметра Земли. Очевидно, что обычная полуволна дипольная антенна невозможно построить.
Вместо этого тот, кто хочет построить такое сооружение, должен найти район с очень низкий проводимость грунта (требование, противоположное обычным узлам радиопередатчиков), закопайте два огромных электрода в землю на разных участках, а затем проложите к ним линии со станции посередине в виде проводов на столбах. Хотя возможны другие разнесения, расстояние, используемое передатчиком ZEVS, расположенным вблизи Мурманск составляет 60 километров (37 миль).
Поскольку проводимость земли низкая, ток между электродами будет проникать глубоко в Землю, по существу, используя большую часть земного шара в качестве антенны. Длина антенны в Республике, штат Мичиган, составляла приблизительно 52 километра (32 мили). Антенна очень неэффективная.
Кажется, что для его привода требуется специальная силовая установка, хотя мощность, излучаемая в виде излучения, составляет всего несколько единиц. Вт. Его передачу можно получить практически где угодно. Станция в Антарктида на 78 ° ю. ш. 167 ° з. д. обнаружил передачу, когда ВМФ СССР ввел в действие свою антенну ЗЭВС. [3]
В связи с технической сложностью сборки передатчика СНЧ, НАС., Китай, [4] Россия, и Индия являются единственными известными странами, построившими средства связи ELF. До его демонтажа в конце сентября 2004 г. Моряк, позже названный Проект ELF система (76 Гц), состоящая из двух антенн, расположенных на Clam Lake, Висконсин (с 1977 г.) и в Республике, штат Мичиган, на Верхнем полуострове (с 1980 г.). Российская антенна (ЗЕВС, 82 Гц) устанавливается на Кольский полуостров возле Мурманск. Это было замечено на Западе в начале 1990-х годов. В ВМС Индии имеет действующий объект связи VLF на INS Kattabomman военно-морская база для связи со своим Арихант класс и Акула класс подводные лодки. [5] [6] [7] Китай с другой стороны, недавно был построен крупнейший в мире объект ELF размером примерно с Нью-Йорк, чтобы поддерживать связь с подводными силами без необходимости всплывать на поверхность. [8]
Трансмиссии ELF
Кодирование, используемое для передач СНЧ США военным, использовало Исправление ошибок Рида – Соломона код из 64 символов, каждый из которых представлен очень длинным псевдослучайная последовательность. Вся передача была тогда зашифрованный. Преимущества такого метода заключаются в том, что путем корреляции нескольких передач сообщение может быть завершено даже с очень низким отношения сигнал / шум, и поскольку только очень немногие псевдослучайные последовательности представляли фактические символы сообщения, была очень высокая вероятность того, что, если сообщение было успешно получено, это было действительное сообщение (антиспуфинг ).
Канал связи односторонний. Ни одна подводная лодка не могла иметь на борту собственный передатчик СНЧ из-за огромных размеров такого устройства. Попытки создать передатчик, который можно было бы погрузить в море или летать на самолете, вскоре прекратились.
Из-за ограниченной пропускной способности информация может передаваться очень медленно, порядка нескольких символов в минуту (см. Теорема Шеннона о кодировании ). Таким образом, он использовался только военно-морским флотом США для передачи инструкций по установлению другой формы связи. [9] и разумно предположить [ Почему? ] что фактические сообщения были в основном общими инструкциями или просьбами установить другую форму двусторонней связи с соответствующим органом. [ нужна цитата ]
Стандартная радиотехнология
Подводная лодка может использовать обычную радиосвязь. Подводные лодки могут использовать военно-морские частоты в HF, УКВ и УВЧ диапазонов (т. е. диапазонов) и передавать информацию с помощью методов модуляции как голосом, так и телетайпом. Где возможно, специальные военные спутник связи системы предпочтительнее для связи на большие расстояния, поскольку ВЧ могут выдать местоположение подводной лодки. Система ВМС США называется Подсистема обмена подводной спутниковой информацией (SSIXS ), компонент Система сверхвысокой частоты спутниковой связи ВМФ (UHF SATCOM).
Сочетание акустической и радиопередачи
Новейшая технология, разработанная командой в Массачусетский технологический институт объединяет акустические сигналы и радар для обеспечения связи подводных лодок с самолетами. [10] Подводный передатчик использует акустический динамик, направленный вверх к поверхности. Передатчик посылает многоканальные звуковые сигналы, которые распространяются как волны давления.
Когда эти волны ударяются о поверхность, они вызывают крошечные колебания. Над водой радар в диапазоне 300 ГГц непрерывно отражает радиосигнал от поверхности воды. Когда поверхность слегка вибрирует благодаря звуковому сигналу, радар может обнаруживать вибрации, завершая путь сигнала от подводного динамика к воздушному приемнику. [11] Эта технология называется TARF (трансляционная акустическая-RF) связь, поскольку она использует преобразование между акустическими и радиочастотными сигналами. Будучи многообещающей, эта технология все еще находится в зачаточном состоянии и была успешно протестирована только в относительно контролируемых средах с небольшими, примерно до 200 мм, рябью на поверхности, в то время как более крупные волны препятствовали успешной передаче данных.
Подводные модемы
В апреле 2017 года Центр морских исследований и экспериментов НАТО объявил [12] утверждение JANUS, стандартизированного протокола для передачи цифровой информации под водой с использованием акустического звука (как модемы и факс машины делал по аналоговым телефонным линиям). [13] Документировано в СТАНАГ 4748, он использует частоты от 900 Гц до 60 кГц на расстоянии до 28 километров (17 миль). [14] [15] Он доступен для использования с военными и гражданскими устройствами, устройствами НАТО и странами, не входящими в НАТО; он был назван в честь Римский бог шлюзов, проемов и др.
Смотрите также
- Чрезвычайно низкая частота
- Наземный диполь
- Сверхнизкая частота
- ТАКАМО, радиосистема, предназначенная для защиты от ядерной атаки
Источник: wikiaro.ru
Направления развития средств связи подводных лодок ВМС зарубежных стран ч.1 (2022)
Одними из основных условий успешного оперативного взаимодействия участников боевых действий ВМС зарубежных стран на морских и океанских театрах военных действий являются голосовая связь и обмен цифровыми данными (включая передачу изображений и видеоинформации) по единым стандартам и протоколам. В современных условиях для эффективного использования подводных лодок (ПЛ) в едином информационно-коммуникационном пространстве (ЕИКП) требуется надежная двусторонняя связь с надводными кораблями (НК), авиацией и береговыми центрами управления. При этом для снижения риска обнаружения ПЛ противником при передаче необходимого объема данных время сеанса связи должно быть крайне ограничено. Реализация данного требования – одно из ключевых направлений развития систем и средств связи наряду с обеспечением ее высокой оперативности, скрытности и помехоустойчивости.
Существуют следующие основные виды связи с подводными лодками: акустическая, оптическая и радиосвязь. Приемники, работающие в диапазоне сверхдлинных волн (СДВ), обеспечивают возможность односторонней связи с ПЛ, находящимися в подводном положении (на перископной глубине или использующими буксируемые антенны-параваны).
Для двусторонней связи все современные подводные лодки оборудованы приемопередатчиками, работающими в традиционных КВ- (10–100 м), УКВ- (1–10 м) и дециметровом (0,1–1 м) диапазонах.
Для работы в радиочастотном диапазоне большинство из них оснащаются также терминалами спутниковых систем связи.
В ряде стран ведутся активные исследования с целью создания более совершенных средств акустической, оптической связи и оценки перспектив новых способов подводной связи (магнитоиндукционной, ультразвуковой и других), а также разработки и внедрения программно-аппаратных методов их оптимизации.
Средства радиосвязи. Предназначены для приема сообщений с низкой скоростью передачи (примерно 450 текстовых сообщений в минуту) от береговых центров, для ПЛ в подводном положении используются диапазоны частот: СНЧ (SLF, 30–300 Гц), ОНЧ (VLF, 3–30 кГц) и КНЧ (ELF, 3–30 Гц).
В США до 2004 года функционировал наземный узел сверхдлинноволновой связи «Клам Лэйк», передатчик которого работал на длине волны 3,95 км (частота 76 Гц). Вместо него с развитием технологий связи стали использоваться передатчики ОНЧ-диапазона, сигнал которых проникает в глубь моря на расстояние до 40 м. В Европе они имеются в Великобритании, Германии и Норвегии и задействуются в интересах военно-морских сил стран НАТО. На вооружении ВМС США находятся также воздушные командные пункты на базе самолетов Е-6В «Меркури», оснащенные ОНЧ-передатчиком с буксируемой дипольной антенной длиной около 8,5 км.
Для обеспечения двусторонней связи ПЛ с космическими аппаратами (КА), НК, авиацией и береговыми центрами используются радиоволны от КВ- до дециметрового диапазона, которые обеспечивают высокую скорость передачи данных на большой дальности. Основным недостатком этого вида связи является необходимость всплытия лодки для принятия сигнала на перископную глубину или выпуска буксируемой антенны (длина более 100 м) на глубину менее 100 м, что при длительном времени сеанса связи ведет к риску обнаружения ПЛ авиацией и НК. Для его снижения, а также повышения помехоустойчивости сигнала применяются различные программно-аппаратные способы (технологии сжатия данных, новые методы цифровой модуляции и другие), а также оптимизация топологии сетей связи.
Схема взаимодействия участников сети связи «Рифан-2»
В большинстве существующих сетей для организации сеанса связи с ПЛ используется способ «клиент–сервер», когда контакт между абонентами устанавливается предварительно, что увеличивает общее время сеанса. Более предпочтительным является организация сеанса с так называемым промежуточным хранением (store and forward). Примером сети, основанной на этом принципе, служит комплексная автоматизированная сеть связи «Рифан-2» разработки компании «Эрбас», комплектами которой оснащены все четыре ПЛАРБ типа «Триумфан» и шесть ПЛА типа «Рубис», а также надводные корабли основных классов ВМС Франции. Ее важная характеристика – возможность обмена данными в КВ- и УКВ-диапазоне по высокоскоростному интернет-протоколу (HT IP) со скоростью 32–128 Мбит/с.
Работа сети «Рифан-2» предполагает передачу данных «транзитному» абоненту (например, НК на дальности прямой видимости) с ее последующей ретрансляцией конечному адресату, а при необходимости – сетевой обмен. При этом данные передаются сразу после всплытия ПЛ на перископную глубину и подъема антенны, что занимает десятки секунд, в отличие, например, от систем спутниковой связи (ССС) «Сиракуз», для организации сеанса связи с которой требуются десятки минут. Алгоритмом функционирования сети «Рифан-2» предусмотрены приоритетное выделение для определенной лодки всей доступной полосы диапазона и выбор оптимального маршрута при сетевом обмене данными нескольких пользователей.
Средства спутниковой связи. ВМС США для действий своих ПЛ в ЕИКП уже практически 40 лет используют спутниковую подсистему обмена информацией с ПЛ (SSIXS – Submarine Satellite Information Exchange Sub-System) как часть морской системы спутниковой связи УВЧ-диапазона.
С заменой оборудования на коммерческое и использованием интернет-протокола ее терминалы также могут работать с принятой на вооружение в 2019 году ССС «Муос» (MUOS – Mobile User Objective System). Возможности одной сети позволяют осуществлять обмен голосовыми, цифровыми и видеоданными со скоростью до 384 кбод (кбит/с) с почти 120 мобильными участниками под контролем берегового приемопередающего центра, определяющего способ и параметры связи между некоторыми из них группами.
 |
| Схема интегрированной корабельной сети связи «Аквилон» |
 |
| Возможный вариант сети связи с подводной лодкой на основе радиобуев |
 |
| Буй-шлюз «Гейтвей» в сборе и схема его работы |
В 2012 году командование космических и военно-морских средств и систем обеспечения (SPAWAR – Space and Naval Warfare Command, с 2019-го NAVWAR – Naval Information Warfare Systems Command, командование военно-морских информационных систем) ВМС страны утвердило запрос предложений на разработку, создание и техническую поддержку унифицированного программного обеспечения (ПО) для проекта «единая радиорубка ПЛ», или «Ксрр» (CSRR – Common Submarine Radio Room), лучшим из которых стал проект компании «Локхид-Мартин». Система первоначально предназначалась для оснащения стратегических ПЛАРБ типа «Огайо», а позже было одобрено решение об установке их на многоцелевые ПЛА типов «Виргиния», «Сивулф» и «Лос-Анджелес».
Комплекс средств «Ксрр» включает в свой состав: оборудование автоматизированной сети цифровой связи «Аднс» (ADNS – Automated Digital Network System); цифровой приемопередатчик «Дмр» (DMR – Digital Modular Radio); терминалы системы глобального радиовещания «Гбс» (GBS – Global Broadcasting System); систему единичных сообщений для ПЛ «Ссмс» (SSMS – Submarine Single Messaging System) и другое оборудование. Эти средства позволяют вести обмен зашифрованной информацией как в инфраструктуре МО США, так и со странами-союзницами.
В частности, сеть «Аднс» мод. 3 обеспечивает связь различных носителей по интернет-протоколу с высокой скоростью (до 25 Мбит/с для ПЛ и до 50 Мбит/с – для НК). Радиостанция «Дмр» AN/USC-61, интегрированная с системой спутниковой связи «Муос», работает в диапазоне 2 МГц–2 ГГц и поддерживает стандарт мобильной связи 3G (WCDMA).
Ее терминалами, которые заменяют сразу несколько радиостанций предыдущего поколения, оснащены также НК и береговые центры (установлено более 650 комплектов).
Антенны ПЛ, входящие в состав средств комплекса «Ксрр» – ССС «Муос» и «Иридиум», сети обмена данными (СОД) «Линк-16» и космической радионавигационной системы (КРНС) «Навстар», смонтированы на интегрированной оптико-электронной мачтовой конструкции типа OE 538. Отдельная антенна используется для спутниковой связи в режиме сверхбыстродействия (СБД) (HDR – High-Data-Rate). Всего на ПЛ, НК и береговых центрах на настоящий момент времени размещено свыше 300 комплектов оборудования «Ксрр».
На ПЛА типа «Виргиния» ранее установленные спутниковые терминалы WSC‑6 и USC-38 заменяются на многополосный терминал ССС «Нмт» (NMT – Navy Multi-band Terminal) производства компании «Рейтеон». Наличие двух антенн позволяет осуществлять обмен данными со скоростью до 256 кбит/с одновременно в СВЧ- (3–30 ГГц) и КВЧ- (30–300 ГГц) диапазонах со всеми основными системами спутниковой связи. При работе в СВЧ-диапазоне (на частоте 12–18 ГГц) скорость передачи возрастает, что обеспечивает обмен голосовыми и цифровыми данными, изображениями и организацию видеоконференций.
Новый интерфейс облегчает работу оператора за счет сокращения на 85% действий вручную. Среднее время наработки оборудования терминала «Нмт» на отказ более 2 200 ч. Всего на данный момент на ПЛ, НК и береговых центрах установлено более 300 комплектов этих терминалов. Канада, Великобритания и Нидерланды производят их для своих ВМС с учетом национальных требований.
Международная группа компаний «Талес» в период с 2005 по 2017 год разработала интегрированную сеть связи «Аквилон» (AQUILON), впервые полностью построенную на базе интернет-протокола.
Первоначально комплектами этой сети были оснащены новые фрегаты ВМС Франции и Италии, построенные по программе FREMM, а также ПЛА типа «Эстьют» ВМС Великобритании, неатомные ПЛ (НАПЛ) типа «Скорпен» и проект 209/214 в составе флотов ряда стран.
Помимо ПЛ «Аквилон» может устанавливаться на надводных кораблях любого класса и водоизмещения – от десантного катера до авианосца. Конфигурация сети позволяет выполнять полный набор функций силами одного оператора.
В нее интегрированы телефонный модуль, факс, терминал сети обмена тактическими данными основных стандартов НАТО («Линк-11/22, -16, -Y и -X»), терминал ССС и радиостанции основных диапазонов. Шифрование всей циркулирующей в сети информации выполняется встроенными средствами.
Новые французские ПЛА типа «Сюффрен» оснащаются терминалом «Дивесат» (DIVESAT) компании «Талес», обеспечивающим скорость обмена данными с КА спутниковой системы «Сиракуз» в диапазоне от 128 кбит/с до нескольких Мбит/c. Подключаемые к нему устройства охватывают диапазоны частот, в которых работают в том числе коммерческие системы связи, что обусловило его широкое распространение.
Ряд компаний, например «Бмти» (BMTI, Франция), «Индра» (Испания) и другие, производят широкий набор комплектов антенн связи для установки их на подводные лодки: рамочные, многофункциональные ССС с соответствующими устройствами коммутации, телескопические и буксируемые, а также комплекты расходуемых буев связи. Их универсальность позволяет адаптировать эти устройства для ПЛ различного типа, как новых, так и модернизируемых.
При помощи радиогидроакустических буев (РГАБ) обеспечивается двусторонняя связь с ПЛ в подводном положении на ходу без необходимости всплытия на перископную глубину. Такие сети могут взаимодействовать также с автономными необитаемыми надводными и подводными аппаратами (АНПА) и со стационарными подводными средствами связи.
Компания «Бмти» разрабатывает и производит недорогие радиобуи, выпускаемые с ПЛ и связанные с ней волоконно-оптическим кабелем. После всплытия буй инициирует сеанс связи, а по его окончании отсоединяется от подлодки и затапливается. Такими средствами оснащены ПЛА типа «Рубис», ПЛАРБ – «Триумфан» и НАПЛ – «Скорпен» (последние входят в состав ВМС Бразилии, Чили, Индии и Малайзии).
Компании «Габлер машиненбау» и «Атлас электроник» разработали сети связи ПЛ проекта 212 ВМС Германии с надводными кораблями и береговыми центрами на основе радиобуев типа «Каллисто» (CALLISTO) и «Гейтвей» (GATEWAY).
Буй-шлюз «Гейтвей» представляет собой конструкцию из радио- и акустического модулей, скрепленных байонетным способом, выстреливаемую из стандартного устройства ПЛ «Ссе» (SSE – Submarine Signal Ejector) диаметром 100 мм.
После выпуска из лодки буй-шлюз всплывает на поверхность, антенна радиомодуля автоматически выдвигается, а далее, после установления связи со спутником, акустический модуль отсоединяется и погружается на заданную оператором глубину для обеспечения минимального уровня помех и оптимального качества связи с ПЛ при помощи акустического модема. Затем радиомодуль передает эти данные адресату с использованием КА глобальной системы спутниковой связи двойного назначения «Иридиум».
После 8 ч работы (если раньше не поступит команда оператора) радиобуй самоуничтожается. Устройство может быть также использовано в ходе спасения подводников с аварийной ПЛ для уточнения важных данных, необходимых при разработке методов спасения. Немаловажно наличие приемника системы КРНС «Навстар», что позволяет включить в сообщения данные о местоположении.
В 2017–2019 годах компания «Иридиум коммьюникейшнз инкорпорейтед» развернула обновленную сеть КА «Иридиум некст» (срок службы 15 лет), что обеспечит применение этих радиобуев в перспективе.
Средства звукоподводной связи. Одним из важнейших направлений работ в этой области является совершенствование средств акустической, или звукоподводной связи (ЗПС). Их основное достоинство – отсутствие необходимости всплытия ПЛ на сеанс связи или выпуска на поверхность других устройств, снижающих скрытность ее действий. Однако качество этого типа связи зависит от ряда параметров окружающей среды в конкретный момент времени (плотность, температура, соленость и профиль скорости звука), что требует от средств ЗПС дополнительных аппаратных и программных способов для ее улучшения.
Существующая аппаратура сети ЗПС, например такая, как широко распространенные в странах НАТО устройства серии UT-2200/3000 (производства германской компании L3 ELAC Nautik), обладает возможностью оптимального выбора из базы данных бортовой ЭВМ различных вариантов схем и параметров связи с учетом расположения абонентов и условий окружающей среды (в том числе типа модуляции и кодирования на аппаратном и программном уровне).
В сети звукоподводной связи с устройством UT-3000 используются рабочие частоты в диапазоне 1–60 кГц (с шагом 50 Гц) с шириной полосы 300 Гц–3 кГц для телефонной связи, 800 Гц – для телеграфной передачи и 4–30 кГц – для цифровых данных. Скорость передачи данных до 1 кбод, но за счет применения методов квадратурной фазовой (QPSK) и многоуровневой частотной модуляции (MFSK) она может быть увеличена до 4–9 кбод. Достигаемая дальность связи зависит от скорости передачи и варьируется от 17 (со скоростью до 1 кбод) до более чем 35 км (50 бод). Приведенные данные были получены в условиях открытого спокойного моря.
Для приема и передачи информации применяются преобразователи различного типа: встроенные (WB54 – для НК и WB55 – для НК и ПЛ) и опускаемые с борта НК (STE7). Устройство UT-3000 совместимо также с преобразователями более старых типов, используемых вместе с UT-12/2000.
Зарубежное военное обозрение. — 2022. — №10. — С. 75-80
Смотри по теме:
- Направления развития средств связи подводных лодок ВМС зарубежных стран ч2 (2022)
- Краткая история развития китайской пехотной радиосвязи (часть 1)
- Краткая история развития китайской пехотной радиосвязи (часть 2)
- Радиосвязь в ВС Ирана
- Армейские радиостанции Израиля. Часть 1
- Армейские радиостанции Великобритании. Часть 1
- Армейские радиостанции Великобритании. Часть 2
- Армейские радиостанции Великобритании. Часть 3
- Армейские радиостанции Великобритании. Часть 4
- Армейские радиостанции Великобритании. Часть 5
Источник: factmil.com
Способ передачи информации в жидкой среде
Изобретение относится к технике связи и может использоваться для скрытой связи и обнаружения объектов под водой. Технический результат заключается в оперативном формировании канала передачи информации, защита его от несанкционированного прослушивания и обеспечение возможности оперативного обнаружения объектов под водой. Для этого формируют канал в жидкой среде посредством лазера, распространяют вдоль границ канала сигнал, взаимодействующий с подводным объектом или надводным, соответственно, осуществляя эхолокацию или передачу информации. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области передачи информации и может быть использовано для обеспечения скрытой связи и обнаружения объектов под водой.
Известен способ работы устройства для измерения параметров водной среды, включающий формирование канала связи кабелем-тросом и последующую передачу по нему информации [1].
Недостатком такого способа является низкая мобильность при формировании канала, а также необходимость закрепления канала на объектах, между которыми осуществляется связь, что ограничивает перемещение этих объектов друг относительно друга.
Прототипом является способ работы гидролокатора для оптико-акустического обследования подводного объекта, включающий формирование лазерного луча с полой сердцевиной, формирование им в среде звукопроводного канала и передачу по нему звуковых сигналов [2].
Недостатками этого способа является возможность передачи по каналу только звуковых сигналов, что ограничивает область его применения, а также сужает частотный диапазон передаваемых сигналов. Кроме того, скорость передачи сигналов по указанному каналу относительно невелика.
Целью изобретения является увеличение частотного диапазона и скорости передачи информационных сигналов в жидкой среде, а также расширение вида передаваемых сигналов.
Эта цель достигается тем, что в способе передачи информации в жидкой среде, включающем выполнение лазерного луча, формирование им путем локального нагрева жидкой среды канала и передачу по последнему информационных сигналов, нагрев среды осуществляют до появления резких границ, обозначающих канал, и получения на них парообразной фазы. В канале распространяют сигнал в виде электромагнитной волны. Формируют канал переменного сечения, передаваемую по каналу информацию используют для передачи сообщений. Кроме того, передаваемую по каналу информацию используют на его выходе для имитации.
Предлагаемый способ включает в себя операции:
— нагрев среды осуществляют до появления резких границ, обозначающих канал, и получения на них парообразной фазы;
— в канале распространяют сигнал в виде электромагнитной волны;
— формируют канал переменного сечения;
— передаваемую по каналу информацию используют для передачи сообщений, а также для имитации.
Указанные операции позволяют достичь по сравнению с прототипом следующих преимуществ.
Формирование канала путем локального нагрева среды до появления резких границ, обозначающих канал, позволяет получить искусственный волновод (подводный канал связи).
Распространение вдоль границ канала сигнала, несущего информацию, способствует его малому затуханию, поскольку канал ограничен сверху и снизу слоями, в которых происходит полное внутреннее отражение сигнала. Если в канале распространяют сигнал в виде звуковой волны, то распространение происходит без потерь акустической энергии, что, во-первых, обеспечивает минимальное ослабление звуковой волны с расстоянием, а во-вторых, позволяет использовать маломощный акустический излучатель. Это, в свою очередь, затрудняет пеленгование подводного объекта и несанкционированное получение передаваемой информации.
Нагрев среды до появления на границе парообразной фазы способствует продуцированию пара. Образующийся пар высокого давления увеличивает сечение волновода и делает внутри последнего среду значительно меньшей плотности. Это позволяет распространять в канале сигнал в виде электромагнитной волны, скорость распространения которой в 200000 раз больше скорости распространения звука в воде. Заметим, что паровые пузыри, поднимаясь к поверхности, быстро охлаждаются и охлопываются, а поэтому не могут быть обнаружены на поверхности воды.
Формирование канала переменного сечения дает возможность увеличить панорамный обзор при обнаружении объектов под водой, а также улучшить обратное прохождение по каналу сигнала при эхолокации.
Использование передаваемой по каналу информации для передачи сообщений и определения наличия подводного объекта позволяет организовать связь между объектами. Использование передаваемой по каналу информации на его выходе для имитации дает возможность получить источник звука, например шума винтов подводной лодки, удаленный на определенное расстояние от настоящего источника этого шума, т.е. получить (сформировать ложную цель).
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема формирования канала, посредством которого осуществляется обнаружение подводных объектов.
На фиг. 2 изображена схема получения источника звука, удаленного от объекта формирования канала.
На фиг. 3 изображена схема формирования канала, посредством которого осуществляется передача информации.
На фиг. 4 изображена схема формирования канала, посредством которого осуществляется передача информации из подо льда.
Канал 1 (искусственный волновод) формируют в среде 2 (например воде) путем локального нагрева ее лучом 3 лазера. В канале распространяют акустическую 4 или электромагнитную 5 волны, которые взаимодействуют с подводным объектом 6 или надводным 7. На выходе канала может быть сформирован источник 8 звука. Поверхность воды может быть покрыта толщью льда 9 и снега 10.
Способ реализуют следующим образом.
Производят локальный нагрев среды 2 посредством луча 3 лазера. В результате этого образуется канал 1 (искусственный волновод), вдоль которого распространяют несущий информацию сигнал в виде акустической волны 4 (фиг.1). Если на пути сигнала встретится подводный объект 6, то сигнал отразится от него и возвратится по каналу обратно. Получение эхосигнала свидетельствует о наличии подводного объекта, расстояние до которого можно вычислить по времени между моментом посылки сигнала и моментом приема эхосигнала.
Если на пути распространяемого по каналу 1 сигнала никакого препятствия не окажется, то он постепенно затухнет, выйдя из канала. Для уменьшения расстояния, на котором происходит затухание сигнала, по волноводу можно распространять сигнал в виде электромагнитной волны, которая, выйдя из канала, распространится в воде на несколько десятков метров. Однако для уменьшения затухания этой волны непосредственно в самом канале необходимо уменьшить плотность среды в нем путем испарения жидкой фазы в канале. При этом на границе волновода появляется парообразная фаза. Поскольку давление насыщенных паров воды достаточно велико, то даже на больших глубинах образующийся пар высокого давления будет расширять сечение волновода, способствуя тем самым лучшему прохождению электромагнитной волны.
Если по волноводу (фиг.2) пустить звуковую волну от мощного источника, имитирующего, например, шум винтов подводной лодки, то звуковая волна при выходе из канала, в котором она испытывала полное отражение, будет распространяться в водное пространство на большое расстояние. При этом положение источника шума 8 будет определяться местонахождением в данный момент времени выходной части канала 1. Это обстоятельство может быть использовано для маскировки истинного положения объекта (например подводной лодки), с которого осуществляется формирование канала 1. В случае пеленгования в пассивном режиме источник шума будет определен по координатам выходной части канала 1, при этом сама подводная лодка запеленгована не будет.
Для передачи информации производят локальный нагрев среды 2 посредством луча 3 лазера, который направляют к поверхности (фиг. 3). Вдоль получившегося канала посылают информационный сигнал (например, в виде электромагнитной волны 5), который может быть принят надводным объектом 7 (спутником).
При этом для сужения диаграммы направленности распространяемого над водой сигнала длина электромагнитной волны должна находиться в оптическом диапазоне излучения. Кроме того, передача информации с помощью лазера дает возможность организовать двухстороннюю передачу сообщений (по принципу работы лазерного дальномера). Заметим, что подобным образом информационный сигнал может быть послан непосредственно из подо льда, однако в этом случае подводный объект, формирующий канал связи, должен быть зафиксирован относительно канала, который образуется в толще льда.
Таким образом, с помощью предлагаемого способа можно производить обнаружение подводных объектов в активном скрытном режиме, передавать защищенную от несанкционированного использования информацию, находясь под водой или подо льдом, а также при необходимости имитировать различные шумы вдалеке от истинного источника шума.
Внедрение изобретения улучшит маскировку атомных подводных лодок и позволит производить передачу информации из подводного положения, что, в конечном счете, повысит их боеспособность.
1. А.с. СССР №1430977, кл. G 08 С 19/32, 1988 — аналог.
2. Патент №2141676 РФ, G 01 S 3/80, 1999 — прототип.
1. Способ передачи информации в жидкой среде, включающий формирование лучом лазера канала информационных сигналов путем локального нагрева жидкой среды и передачу по каналу информационных сигналов, отличающийся тем, что нагрев среды осуществляют до появления резких границ, обозначающих канал, и получения на них парообразной фазы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев среды производят посредством генерации когерентного оптического излучения.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до появления на границе парообразной фазы.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в канале распространяют сигнал в виде звуковой волны.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в канале распространяют сигнал в виде электромагнитной волны.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что формируют канал переменного сечения.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что передаваемую по каналу информацию используют для передачи сообщений.
8. Способ по п.3, отличающийся тем, что передаваемую по каналу информацию используют для определения находящихся в среде объектов.
9. Способ по п.3, отличающийся тем, что передаваемую по каналу информацию используют для определения расстояния до объекта.
10. Способ по п.3, отличающийся тем, что передаваемую по каналу информацию используют на его выходе для имитации.
Источник: findpatent.ru