李帥

海軍潛艇是國家重要的核威懾力量和海上突出兵力，為了提高隱蔽狀態(tài)下的生存能力和突然襲擊效果，潛艇需要較長時間的水下待命。作為潛艇天然屏障的海水，由于具有相對較高的導電率，潛艇在避開了各種高新技術探測的同時也屏蔽了對自己有用的指揮信號，形成潛艇指揮通信的致命弱點。因此，如何提高通信效能和通信抗干擾能力，增加潛艇通信距離和通信深度成為潛艇通信的世界性的難題。

我軍目前對潛通信系統(tǒng)的通信保障能力比較弱，現(xiàn)有艦隊級長波臺功率小、效率低，僅僅能夠保障近海潛艇戰(zhàn)術訓練需要，無法實現(xiàn)遠距離通信。所以在戰(zhàn)時敵大功率臺實施同頻干擾時，根本無法保證對我方潛艇的可靠指揮通信。針對現(xiàn)有通信條件，本文探討了復雜電磁環(huán)境下潛艇甚低頻通信抗干擾能力的方法。

1多臺同頻聯(lián)合發(fā)信

利用同步網控制各發(fā)射臺定時同頻發(fā)射信號，各發(fā)射臺之間有一定時延，這個時延可以使各接收信號獨立互不相關。然后通過時延控制、信道參數估計、解擴、信號合并等步驟使接收信號有效疊加。由于各發(fā)射臺對接收機的方位不同，接收端需要采用全向天線。

在接收時刻接收到延時信號，通過對導頻信號進行信道參數估計得出參數，然后與解擴信號加權，最后各支路按一定的方式進行合并。

延時分集技術實際上是人為將窄帶頻率非選擇性衰落信道變成頻率選擇性信道，然后利用類似的RAKE接收技術收集信號。如果按理想情況接收到的多發(fā)射臺信號經處理后相位完全對準，兩路信號疊加時最多可以獲得3dB增益，三路疊加可獲得4.8dB增益。這在甚低頻通信中可以大大增加有效傳播距離，改善接收信號質量。

2多臺異頻聯(lián)合發(fā)信

目前，我軍甚低頻對潛發(fā)信值班采用的是單臺、單頻、定點發(fā)信，受電離層隨機變化及大氣噪聲的干擾，很容易造成潛艇收信的錯報、漏報。如果采用多個臺在不同頻率上同時進行發(fā)信的方式，潛艇在接收某個臺的信號發(fā)現(xiàn)無法收信或收信效果不好時，可立即調整頻率和潛艇航向，接收其它臺發(fā)出的信號，保證對潛通信的可靠性。這種方法也可以解決我臺、收信潛艇與敵臺近似分布在一條直線上受到敵臺同頻干擾的問題。以南海地區(qū)收信為例，我某發(fā)信A臺、發(fā)信B臺同時在兩個頻率點上發(fā)信，“西北角”臺進行干擾，雖然信號與干擾波方向近似在同一直線上，但“西北角”臺只能對兩個頻率信號之一進行干擾，而不能同時進行干擾。這樣就能保證有一個頻率對潛艇的指揮暢通。目前我軍大部分潛艇上安裝了天線共用器，通過天線共用器，兩部收信機可在不同的頻率上同時用一副天線收信，這樣潛艇就可以同時接收來波方向相近的兩個頻率上的信號，而不需切換接收機頻率和改變潛艇航向。

多臺多頻點同時發(fā)報，不僅要求同時參與對潛通信值班的臺站增加，而且要求值班臺站在進行定點發(fā)信時延長發(fā)信時間和增加報文重發(fā)次數，以保證潛艇在某一頻率上不能正確收信時，馬上切換到新的收信頻率后仍能接收到其它臺發(fā)出的報文，否則，多臺多頻工作就不能充分發(fā)揮其戰(zhàn)術使用效能。

3在甚低頻中采用Turbo碼

隨著通信系統(tǒng)工作頻率的降低，信道噪聲統(tǒng)計特征非高斯化趨勢越來越顯著。因此，在甚低頻頻段（10～30kHz主要用于對潛通信），信道接收機就必須考慮非高斯噪聲的影響。甚低頻信道中的噪聲干擾包括人為噪聲干擾和大氣噪聲干擾，其中大氣噪聲干擾占主導地位。大氣噪聲的主要部分為全球范圍內活動雷電造成的脈沖型非高斯噪聲。原因在于電磁波在甚低頻頻段電波衰減很?。壳Ч?分貝），而雷電瞬間放電強度極大，因此不論近區(qū)或遠區(qū)的雷電都會在接收端形成強烈的非高斯噪聲，對通信造成較大干擾。另一方面，甚低頻結構龐大的發(fā)射天線與波長相比仍是小天線，天線輻射電阻很小僅0.18Ω左右，因此甚低頻通信系統(tǒng)發(fā)射功率每提高1dB所付出的工程造價與短波或超高頻通信系統(tǒng)相比要高得多，在發(fā)射臺規(guī)模已經較大的情況下更是如此。所以在甚低頻頻段開展高效Turbo碼的應用研究對于減小發(fā)射臺規(guī)模，提高通信速率，增大通信距離都有十分重要的意義。

4選擇合適的甚低頻調制方式

在甚低頻通信系統(tǒng)中，由于甚低頻通信的發(fā)射系統(tǒng)天線回路中有大能量儲存，故希望信號帶寬和發(fā)射機天線上信號的瞬變現(xiàn)象盡量減少[1]?？紤]到這種特殊情況因此要求設計出的一種信號除必須具有極好的抗干擾性外，還必須在發(fā)射天線優(yōu)先帶寬內盡可能高的數據率和避免發(fā)射機產生不希望有的瞬變現(xiàn)象。這就要求此信號是一種頻率間隔很小并且相互正交和相位連續(xù)的移頻鍵控信號。因為移頻的兩頻率之間的正交性和頻率間隔近，就可以構成良好的噪聲抑制和密集的功率譜。而相位的連續(xù)性則可以防止激勵時產生高壓瞬變現(xiàn)象等問題。最小移頻鍵控（MSK）信號就恰恰是具有以上特點的一種移頻鍵控信號。MSK是調制指數低，移頻量很小，相位連續(xù)的信號，它所占據的高頻通帶很窄，很適用于甚低頻通信系統(tǒng)。除頻譜受到嚴重限制的通信系統(tǒng)中可優(yōu)先使用MSK調制解調技術之外，在高頻、甚高頻及衛(wèi)星通信中也可以用MSK調制解調的方法來大大提高其數據傳輸速率等等[2]。

MSK既具有較好的誤碼性能，功率譜密度又非常集中，而且信號沒有相位和幅度的突變，因而對甚低頻通信來說是非常合適的調制方式，目前無論是國外還是國內，在甚低頻通信工程中最小移頻鍵控都已經成為了首選的調制方式。

5小結

未來作戰(zhàn)，我軍潛艇將面臨的電磁環(huán)境主要包括自然界的電磁影響、軍用民用設備的自擾互擾、敵方的電磁進攻，其中，威脅最大的還是敵從地面、空中實施的電磁干擾和反輻射武器攻擊。如何在復雜電磁環(huán)境中保持對潛艇的迅速、準確、不間斷的通信，對我軍具有重大的戰(zhàn)略意義。本文提出了可行的利用通信組織以及采用不同的調制方式來提高復雜電磁環(huán)境下潛艇甚低頻通信抗干擾能力的方法，可以作為保障潛艇通信持續(xù)性的重要參考。

參考文獻：

[1]吳偉陵.移動通信中的關鍵技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2000：98-111

[2]袁翊.甚低頻對前通信系統(tǒng)調制解調體系的比較[J].現(xiàn)代通信技術，1990（3）：45-51