地下通信的技術(shù)問題及對策

周良佳

由于地下通信有著非常強的抗擊破壞能力。因此，本文著重闡述了地下通信的傳播方式，技術(shù)存在的問題以及對應(yīng)的解決策略。最后，介紹了其在外軍中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地下通信 技術(shù)問題 解決途徑

伴隨著現(xiàn)代化武器的進步，國防通信的抗擊破壞問題引起了外軍的關(guān)注，要想提通信系統(tǒng)的抗擊破壞能力，常用的方法有多手段和多路由，除此之外，還可以通過建立抗擊破壞能力強的通信線路來應(yīng)對緊急情況，提高國防通信系統(tǒng)的能力。本文中講述的軍事地下通信系統(tǒng)的抗擊破壞能力非常強，因為其收發(fā)信號的設(shè)備及天線都設(shè)置在地下坑道中，通過無線電波穿過地層進行信息傳送，即時坑道的密閉門呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，也不會阻礙通信，所以，該通信系統(tǒng)有著與眾不同的生存能力。

1 電波傳輸?shù)哪Ｊ?/p>

1.1 “透過巖層”模式

“透過巖層”模式是借助電波穿過覆蓋層下面的低導(dǎo)電率巖層進行信息傳送，使用該模式必須先打若干幾百米以上的豎井，把發(fā)送和接收信息的天線插入低導(dǎo)電率巖層中。要想阻止電波衰減，可以采用低頻率，一般使用長波。該模式的通信距離比較短，使用百瓦以上發(fā)信功率時，通信距離僅幾公里。

1.2 “地下波導(dǎo)”模式

如果采用兆瓦級別的功率和低頻率，低導(dǎo)電率巖層的電率很小時，電波可以實現(xiàn)在覆蓋層下面和熱電離層上面兩個位置之間反射進行傳遞，該模式就是所謂的“地下波導(dǎo)”模式，通信距離有l(wèi)到2千公里，但是該模式還處在探索時期。

上述兩種傳播模式的優(yōu)點是：

（1）通信一般不受天電及電臺的影響；

（2）傳播條件不容易發(fā)生變化，信號比較穩(wěn)定；

（3）通信保密性高。

缺點是：

（1）電波容易出現(xiàn)衰減現(xiàn)象；

（2）通信傳播速率較低。

1.3 “上一越一下”模式

使用該模式時，天線以水平形式設(shè)在坑道中，電波從天線中反射出來后，先穿過地層，再折射到地面繼續(xù)傳遞，傳遞到接收地后再發(fā)生折射進入地層，最后到達接收天線，“上一越一下”模式的信號比較穩(wěn)定、隱蔽，雖然與“透過巖層”模式和“地下波導(dǎo)”模式相比有點差，但是，它采用小功率就能夠?qū)崿F(xiàn)較遠的通信距離，而且，天線設(shè)在坑道內(nèi)，使用非常便捷。

2 地下通信的技術(shù)問題及其解決策略

2.1 地下通信的技術(shù)問題

開展地下通信較難，原因是：

2.1.1 天線效率較低

天線折射電波的能力比較小，而且天線設(shè)在地層下面，地面試半導(dǎo)電介質(zhì)，吸收電波的能力很強，所以，天線效率較低。

2.1.2 接受地信號較弱

電波在傳輸過程中會受到“傳播衰減”，但是在地下通信中，電波不但會受到“傳播衰減，而且不止一次，包括兩次“穿透衰減”和“折射衰減”，另外，天線效率較低，所以，接受地信號較弱。

2.1.3 天電影響較大

天電對中長波的影響較大，在華南地區(qū)的夏季，噪聲電平可達到90到120dB，遇到雷電天氣，天電影響會顯示為一串強烈的脈沖，通信會變得困難。

2.2 技術(shù)難點的主要解決途徑

2.2.1 準(zhǔn)確安設(shè)天線

在坑道較好的情況下，天線盡量架設(shè)的長一些，這樣可以提升天線的輻射力。為了消除地面對其造成的損耗，天線應(yīng)與坑道保持一定距離，方法是把天線架設(shè)在與坑道頂端相差5～10cm處，要想增加天線的有效長度，縮小天線輸入端口的容抗，這樣有助于配合電臺，應(yīng)該讓天線輸出端口接地。

2.2.2 選擇合適的工作頻率

在地下通信中，選擇合適的工作頻率很重要，若選擇的工作效率較好，就能夠借助最小發(fā)信功率來實現(xiàn)通信目標(biāo)，或者在發(fā)信功率固定時，可以在接受地得到較高的信噪比。與此相反，如果工作頻率選擇不正確，即使采用了較大發(fā)信功率，也無法實現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)目標(biāo)。

2.2.3 采用弱信號接收技術(shù)

上述兩種途徑，都可以提高接受地的信噪比。但是使用了以上途徑，接受地的信噪依然較低，這時，采用弱信號接收技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)完成通信聯(lián)絡(luò)任務(wù)。

2.2.4 使用脈沖噪聲處理技術(shù)

比如采用“寬一限一窄”電路來減少脈沖帶來的干擾，最便捷的辦法是使用時間分集技術(shù)，就是把一個碼元分為幾個段，相隔一段時間進行傳輸，接收的時候，如果能保證任意一段不受干擾，就能夠接收到信息，這樣可以有效降低誤碼率。

3 地下通信的研究及應(yīng)用概況

因為地下通信有著抗擊破壞能力強、信號隱蔽的優(yōu)點，美國、蘇聯(lián)等國對這方面都加大了研究力度。從50年代開始，就涌現(xiàn)出了一大批有關(guān)地下通信的論文以及研究報告紛紛在期刊上發(fā)表。從70年代到今天，地下通信方面的論文依然在發(fā)表，60年代初期，美國為了防御蘇聯(lián)的核攻擊，在“大力神導(dǎo)彈基地甚至“民兵”導(dǎo)彈基地建立了以“上一越一下”模式為基礎(chǔ)的地下通信系統(tǒng)，作為地下控制系統(tǒng)和發(fā)射井兩者聯(lián)系的線路。

關(guān)于美國M一x導(dǎo)彈的C3系統(tǒng)，是通過兩個地面控制中心借助設(shè)在地下的光纖網(wǎng)來進行指揮和控制工作。如果地面控制中心無法正常工作，該系統(tǒng)會改變?yōu)橥ㄟ^中頻無線電控制中心來進行指揮和控制工作，如果遇到敵人襲擊，地面混合空中的控制中心都癱瘓，這時保存著的導(dǎo)彈，可以通過安設(shè)在防御工程內(nèi)部的中頻天線，接收和實施由美國指揮所采用VLF、LF和HF發(fā)來的命令來反擊核襲擊。據(jù)美國有關(guān)雜志的報道，前不久，蘇聯(lián)進行了借助低頻低信息率通信的地下傳遞試驗。

從以上這些消息我們可以知道：外軍關(guān)于地下通信的實際應(yīng)用，一般是把它安設(shè)在核導(dǎo)彈基地以及指揮機關(guān)甚至是通信樞紐，它被作為一種應(yīng)對緊急情況的通信手段來使用，而且它抗毀能力也比較強，由于重要的軍事設(shè)施是敵人摧毀的主要目標(biāo)，所以，怎樣保證其在受到敵人突然襲擊后，依然可以完成最低要求的通信、指揮和控制工作這一點是十分重要的。

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作者單位

解放軍信息工程大學(xué)指揮基礎(chǔ)教育學(xué)院 河南省鄭州市 450000