超长波通信技术：对话深海潜艇

20世纪50年代中期，中苏曾因长波电台事件闹得沸沸扬扬，苏联为什么要在中国建造长波电台呢？长波电台是怎么回事呢，这还要从超长波通信技术说起。

超长波是指工作波长在10～1兆米（频率为30～300赫）范围内的无线电磁波。超长波在海水中的衰减很少，入水深度超过100米，超长波发信台可以对深海潜艇通信。说到这里，大家应该明白为什么苏联要在我国建立长波电台了，原因很简单，是为了其在太平洋游动的核潜艇通信用的。那么超长波是怎么通信的呢？

超长波在地球表面与电离层下界之间形成的球形波导内激发和传播，基本不受自然的和核爆炸引起的电离层干扰和影响，传输衰减很小，通信距离远，稳定可靠。超长波通信的发射天线辐射效率极低，发信台规模巨大（具有多部兆瓦级发信机、数百千米长的天线），建设投资大，运行费用高，只适于岸台对潜艇单向发信。超长波信道频带很窄，通信速率极低，发送一组3个字母的信号约需15分钟。超长波通信一般采用最小移频键控、抗干扰卷积码和数字加密方式工作。潜艇上的收信设备应用电子计算机进行信号处理时，能接收信噪比很低的弱信号。1958年，美国为解决“北极星”弹道导弹核潜艇的深水通信问题，首次提出超长波通信的设想，并于1986年建成了40～80赫频段的超长波通信系统。早在20世纪70年代，苏联就建成了类似的超长波通信系统。

为了接收指挥信号，北约的潜艇使用各种不同类型的天线，其中有一种叫“浮动电缆”的天线，是一根具有正浮力并与海水介质绝缘的超长导线，潜艇能在水下航行中放出这种电缆，电缆浮到海面以后，可以接收无线电信号。这种天线构造简单，但是能被飞机、卫星以及水声探测器材发现（电缆在水中运动会产生噪声）。这种浮动电缆的严重缺点是潜艇只有在低速时才能使用它，但艇速低，电缆又会下沉而无法接收信号。另一种天线形式是“拖曳浮标”，它是一个流线型空室，里面装的敏感天线与潜艇的拖曳电缆相联结，接收的信号通过该电缆进入接收机。深度自动控制装置可以使“拖曳浮标”在各种艇速下，保持在规定的深度上。但是潜艇在大深度航行时，需要放出很长的长度，影响潜艇机动。另外为了降低噪声，航速受到了限制。但超长波即超低频通信，可以克服上述的一些缺点。超低频电波可以穿透很大的海水深度，潜艇利用拖曳天线，可以在几百米水深，甚至在北极平均约3米厚的冰层下，接收到超低频信号。超低频通信系统，在很长一段时间内，是能向潜艇发出警报和指示潜艇上浮来接收超长波或通过卫星接收短波和超短波通信的唯一手段，并且无线电波的传播不受核爆炸和有意干扰的影响。

基于超长波通信技术的超长波电台，由激励器、调制器、功率放大器、天线、终端和电源等设备组成，其规模巨大，技术先进，是现代化大型通信设施。一般装备数部甚至数十部兆瓦级功率的发信机，架设总长度达数百甚至数千千米的天线，备有可靠的电源供应（包括外来电源和自备电站），配置频带利用率高的调制器、抗干扰性能好的信道编码器和战略级自动加密器。超长波电台台址的大地电导率愈低愈好，一般选择具有花岗石地层的电导率较低的地区。其天线的基本单元是一根长数十千米甚至上百千米、中部馈电而两端良好接地的平行于地面的导线，悬挂在离地面10米左右的电线杆上或表面绝缘处理后埋于地下1～2米深处。1958年，美国为解决“北极星”弹道导弹核潜艇的大深度通信问题，首先提出用超长波进行通信的设想并进行了长期大规模的研究试验。至20世纪80年代末，全球已建成并投入使用的超长波电台有2～3座。苏联的超长波电台建成于70年代。美国的超长波电台于1986年建成并投入使用，该电台由两部分组成，一部分位于威斯康星州，另一部分位于密歇根州，两地相距258千米，两部分可以联合工作，亦可分别单独工作。天线总长135千米，发信机共8部，一半工作，一半备用，总功率5280千瓦。工作频段为40～50赫和70～80赫，通常在76赫上工作。在7000～8000千米范围内能保证对水下100余米的潜艇进行通信。