网上有个梗,说越南战争中美军最怕的,就是丛林开始说越南话。意思就是越共游击队已经摸到阵地附近了。这个梗如何改一下,美军潜艇要是发现鲸鱼开始说中国话呢?

南华早报最近报道了一件事,说中国一个科研团队在水声通信领域已经靠近全球领先水平了。他们在南海的某次实验中,实现了105公里距离上,接收到200米水深处发射的声音信号。据称是潜艇发出的声信号,水下无人机接受。其实理论上也可以被无人机扔到水里的接收装置接收到,然后接收装置再把声信号转成电信号,转发给无人机。那么反过来应该也可行。这就实现了和飞机的上百公里距离的双向通信问题。

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其实水声通信,几十年来各个国家都在搞但是效果特别容易受到水下环境和距离的影响,因为水里传播声音,距离远了肯定信号也要衰减,而且水下声音传播通道还比较复杂,水下地形反射,海面波浪反射,水的密度也受温度盐度影响,所以可能距离一远,传过来的声信号频率都乱了,加上水下各种天然噪音,信号就更模糊,所以要把通信距离做得比较远,不容易的。

90年代美国人做到了10公里清晰通信,现在也能做到100多公里,其次国内的试验,做到了105公里距离上每秒传输200比特。这个有个标准的对比方法,就是最大传输距离乘以速率,乘积越大水平越好。要注意,这可能还是用水下无人机这类小型设备实现的,我们2006年时的水平是能把这个乘积做到132K,那时候中科院水声研究所的论文就敢直接说,国外公开发布的试验结果里就没见过比这个好的。

然后我们再说用途。潜艇的水下通信一直是海军的大难题,过去玩德国海军玩狼群战术,那是因为当年的潜艇绝大多数情况下在水面航行,通信很方便,后来反潜手段压得潜艇绝大多数时间只能在水下航行,通信就难了,要么就是在指定的时间内把通信天线伸出水面,才能接受一下岸上发的指令,要么就是躲在水下接受长波通信,那个速率慢得不得了。而且潜艇还不敢轻易发出信号,一发就很容易被监听到,马上暴露了。

另外,除了潜艇,其它水下设备也可以利用水下通信组网,形成数据链,或者设置监听网络随时分析水下目标的位置数据,也容易多了。另外,当然还有很多非军事用途。比如科考时水下潜航器也需要高速水声通信,向水面船舶传输水下图像。

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那么估计还有人说,水下这么大声嚷嚷,谁听不见啊。一听见不就暴露了吗?所以声音也要伪装,让对手听到,也意识不倒是什么。比如雷达领域就有噪声雷达,就是发射的信号频率范围很大,能伪装成电磁噪声,只有自己才知道如何解码。现在根据南华早报的报道,咱们的团队是要把水声信号模拟成鲸鱼的叫声信号,所以也是同样的情况,如果对方不搞清我们的频率编码秘密,他怎么知道是听见中国潜艇的通信,还是听见两条鲸鱼在聊天呢?