英文名稱；Super/Extremely Low Frequency Communications Technique
檢索詞：超/極低頻；通信；潛艇
技術(shù)類別：信息系統(tǒng)技術(shù);電子技術(shù);

[定義] 
　 超/極低頻通信技術(shù)是利用無(wú)線電頻譜中的超/極低頻譜段(美國(guó)將3赫～3千赫頻段稱為極低頻，前蘇聯(lián)將其劃分為三個(gè)頻段：3～30赫為極低頻；30～300赫為超低頻；300～3000赫為次低頻)對(duì)潛航在安全深度的潛艇實(shí)現(xiàn)岸--潛通信的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)超/極低頻對(duì)潛通信，需要研究多種課題：在給定輸入功率的情況下，如何使輸出功率達(dá)到最大；要在給定通信距離和功率要求的條件下，選擇最佳的發(fā)射頻率；研究超/極低頻通信的加密技術(shù)；如何提高通信的數(shù)據(jù)傳輸速率；什么樣的地質(zhì)構(gòu)造適合建造超/極低頻通信臺(tái)站；超/極低頻通信系統(tǒng)對(duì)環(huán)境生態(tài)的影響程度等。超/極低頻通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)是：1.超/極低頻信號(hào)在海水中的衰減遠(yuǎn)比世界各國(guó)對(duì)潛通信最常使用的甚低頻系統(tǒng)低的多，它在海水中的衰減約為0.3分貝/米，比甚低頻頻段在海水中的衰減降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，它穿透海水的深度足以達(dá)到潛艇潛航的安全深度。2.它利用地球表面與電離層之間的巨大"波導(dǎo)"傳播，大氣衰減非常小(在75赫工作時(shí)，其大氣衰減在0.9～1.5分貝/千公里)，可以使超/極低頻信號(hào)傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)，只要用一個(gè)發(fā)射機(jī)臺(tái)站就能進(jìn)行全球通信聯(lián)絡(luò)。3.用超/極低通信技術(shù)實(shí)施對(duì)潛通信，不必在國(guó)外設(shè)站，可以免受國(guó)際政治環(huán)境對(duì)設(shè)站的影響。4.超/極低頻信號(hào)對(duì)不可靠的傳播條件不敏感，傳播穩(wěn)定可靠，受電離層擾動(dòng)干擾小，即使核爆炸也不會(huì)嚴(yán)重干擾它，是為數(shù)極少的幾種不受電磁脈沖破壞的通信手段之一。5.抗干擾能力較強(qiáng)，任何干擾機(jī)，如果試圖干擾超/極低頻通信，它就必須要有比超/極低頻通信號(hào)更強(qiáng)大的功率輸出，從而也就需要更大的超/極低頻天線系統(tǒng)，這樣的干擾天線系統(tǒng)的成本效益是令人懷疑的。6.超/極低頻通信系統(tǒng)最有效的發(fā)射機(jī)天線應(yīng)有近似于波長(zhǎng)同樣大小的尺寸，要架設(shè)一付數(shù)千公里長(zhǎng)的天線在工程施工和場(chǎng)地環(huán)境選擇方面都十分困難，而且那樣的天線系統(tǒng)目標(biāo)龐大，在戰(zhàn)時(shí)極易遭受敵人攻擊，為降低天線系統(tǒng)的規(guī)模，只有在特定地質(zhì)構(gòu)造的地區(qū)進(jìn)行選址，即超/極低頻發(fā)射機(jī)臺(tái)站要選在導(dǎo)電率在10（-4次方）歐姆/米或更低的地質(zhì)年久的花崗巖地區(qū)。換句話說(shuō)，實(shí)用的超/極低頻發(fā)射臺(tái)站只能在導(dǎo)電率在10（-4次方）歐姆/米以下的花崗巖地區(qū)建造。7.超/極低頻通信系統(tǒng)天線效率很低，為發(fā)射能被遠(yuǎn)在幾千公里以外的水下潛艇接收到的幾瓦的信號(hào)，則需要有幾兆瓦的功率輸入。這個(gè)信號(hào)還必須與主要由地球周圍的電暴引起的高電平電磁噪聲進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。8.超/極低頻潛通信系統(tǒng)由于頻帶很窄，只能以很低的數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸，即用較長(zhǎng)的時(shí)間傳送一份簡(jiǎn)短的電文。天線尺寸的任何折衷方案都將進(jìn)一步降低效率，使數(shù)據(jù)率進(jìn)一步降低，這就使得超/極低頻通信系統(tǒng)只能起"振鈴"作用，即當(dāng)潛艇接收到超/極低頻的簡(jiǎn)短極文后，再上升到一定深度來(lái)接收甚低頻發(fā)出的正式電文。
　
　

[相關(guān)技術(shù)]信息戰(zhàn)技術(shù)；通信技術(shù)；艦船技術(shù)

[技術(shù)難點(diǎn)] 
　 建設(shè)超/極低頻對(duì)潛通信系統(tǒng)關(guān)鍵在于大功率發(fā)信機(jī)的研制、極低導(dǎo)電率地址的選擇、如何提高發(fā)信機(jī)的輸出功率及信息傳輸速率等。

[國(guó)外概況] 
　 早在50年代末，美國(guó)開(kāi)始研制北極星戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇的同時(shí)就考慮其在深水的通信問(wèn)題。盡管美國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)前、大戰(zhàn)后以及50和60年代已在美國(guó)本土、巴拿馬、日本、英國(guó)和澳大利亞等處建造了可以覆蓋全球的甚低頻(3～30千赫)對(duì)潛通信臺(tái)站網(wǎng)，但這一頻段的無(wú)線電信號(hào)在海水中傳播的衰減率為3分貝/米，雖然具有一定的穿透海水能力，但在數(shù)千公里外穿透海水的深度一般只有幾米，無(wú)法保證對(duì)潛航在80～100米以下潛艇指揮控制通信的需要，因此提出利用超/極低頻來(lái)解決深潛潛艇的通信問(wèn)題。1958年，美國(guó)海軍開(kāi)始研究利用超/極低頻向核動(dòng)力彈道導(dǎo)彈潛艇進(jìn)行抗毀單向信息傳輸。1961年5月，一個(gè)專門(mén)委員會(huì)建議用一個(gè)實(shí)驗(yàn)性陸基超/極低頻通信系統(tǒng)來(lái)論證最現(xiàn)實(shí)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的方，1962年在弗吉尼亞州和北卡羅來(lái)納州架設(shè)起一付175公里長(zhǎng)的傳播試驗(yàn)天線，并成功地論證了在水下潛艇和在拉布拉多、冰島、挪威和格陵蘭等地接收信息的可行性。這些工作是以"桑格文"(Sanguine)計(jì)劃的名義進(jìn)行的。"桑格文"也有人稱其為"血紅"，原計(jì)劃設(shè)想天線占地13750平方公里，投資10億美元以上，建立一個(gè)能經(jīng)受核打擊、完全深埋的、100部發(fā)射機(jī)，采用全方向輻射，可達(dá)全球海域，向彈道導(dǎo)彈核潛艇發(fā)送緊急行動(dòng)電文的對(duì)潛通信系統(tǒng)。1968年選定在威斯康星州克拉姆湖地區(qū)的花崗巖低導(dǎo)電率地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)開(kāi)始建站，1969年建成各長(zhǎng)22.5公里的十字型天線，發(fā)射機(jī)功率為2兆瓦的試驗(yàn)臺(tái)。在1972年的試驗(yàn)中，海軍成功地實(shí)施了與4600公里外，天線在水下102米深、航速為16節(jié)的潛艇進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。盡管美國(guó)在1968～1970年期間的研究中，在超/極低頻信號(hào)接收和極文處理方面取得了技術(shù)性突破，可以使原計(jì)劃投資和天線規(guī)模