摘要:光通信是一種以光為通信媒介的技術(shù),因?yàn)楣獠ǖ念l率比無線電波高,波長(zhǎng)較短,所以具有傳輸頻帶寬,抗干擾,而且信息傳輸能力大等優(yōu)點(diǎn),是近幾年來無線通信的熱點(diǎn)領(lǐng)域,而且光通信也越來越多的被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,光通信類型有很多,比如激光、光纖、藍(lán)綠光、紫外光通信等,通過介紹大氣光通信的相關(guān)理論,羅列集中常見的應(yīng)用方法,并對(duì)相關(guān)的應(yīng)用做出技術(shù)分析和系統(tǒng)詳解,指出光通信在軍事領(lǐng)域的被廣泛應(yīng)用的需求。
關(guān)鍵詞:無線光通信;移動(dòng)平臺(tái);軍事應(yīng)用
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)于信息的要求也越來越嚴(yán)苛,信息戰(zhàn)已經(jīng)成為影響戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的主要因素,能夠掌握信息的主動(dòng)權(quán),是決定了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的至關(guān)重要的條件。無線光通信由于使用過程中,安全系數(shù)高,而且比較隱秘,所以受到軍工產(chǎn)業(yè)的青睞,這種隱秘性和抗干擾性在軍事領(lǐng)域中是極為重要的,無線光通信是在光纖通信的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,直接通過大氣傳輸信息,大氣是信息傳輸?shù)男诺?,所以?duì)于瞬息萬變的戰(zhàn)場(chǎng)來說,鋪設(shè)更為簡(jiǎn)單,主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信模式,但是由于光源的發(fā)射端只要受到輕微的干擾,就會(huì)使得接收端對(duì)于光信號(hào)的接受存在干擾,所以其關(guān)鍵技術(shù)能夠?qū)庠葱盘?hào)進(jìn)行高精度的捕獲,而且光信號(hào)在傳播過程中也比較容易受到外界自然氣象條件的干擾,這些都是光通信在應(yīng)用于軍事領(lǐng)域所要思考和解決的問題。
一、無線光通信應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的主要平臺(tái)
1、車載系統(tǒng)
車載系統(tǒng)能夠適應(yīng)陸軍的高機(jī)動(dòng)性,由于陸軍在作戰(zhàn)過程中,常常要面臨復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì),對(duì)地形地貌等特殊的地理位置,有線通信難以實(shí)現(xiàn),而且容易遭到戰(zhàn)術(shù)破壞,所以車載無限光通信系統(tǒng)為此提供了可能,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn),或者點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的高精度高保密的通信手段,由于光信號(hào)在發(fā)射的開始,要經(jīng)過放大,所以,為了適應(yīng)移動(dòng)設(shè)備中,對(duì)于光效率的充分利用,合理的光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),是車載無線光通信系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn),發(fā)射光束的散角要能適應(yīng)光學(xué)接收,非對(duì)稱收發(fā)天線的設(shè)計(jì)就要考慮到大范圍變焦的自動(dòng)跟蹤技術(shù)。
2、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)
為高昂的單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)提供安全系數(shù)更高的通信保障,特別是數(shù)字化的單兵作戰(zhàn)系統(tǒng),特種兵單兵作戰(zhàn),很多時(shí)候關(guān)系著重要戰(zhàn)術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程,保障單兵作戰(zhàn)過程中單兵之間的通信安全,關(guān)系重大,一般采用低頻率的波段,低頻波段對(duì)人眼沒有太大的刺激作用,在保障一定的功率的前提下,使得光接收能得到滿足,由于單兵作戰(zhàn)的作戰(zhàn)半徑并沒有那么大,所以采用大視場(chǎng)的光接收技術(shù)就顯得尤為重要。
3、艦載系統(tǒng)
在艦艇之間使用無線光通信技術(shù),也是現(xiàn)代電子對(duì)抗戰(zhàn)中重要的作戰(zhàn)方式,艦艇之間光通信的主要難點(diǎn)在于,如何保證在復(fù)雜的海洋環(huán)境下,以及艦艇的搖晃,確保實(shí)時(shí)的捕獲到光信號(hào),艦載上無線光通信系統(tǒng)的假設(shè)主要依靠的是艦艇桅桿上的云臺(tái)以及云臺(tái)上的光學(xué)收發(fā)天線和內(nèi)部的光端機(jī)等設(shè)備,要克服艦艇搖晃帶來的信號(hào)的搖擺,就要保證云臺(tái)的發(fā)射和接受能力,如何在大面積的接受設(shè)備上,提高對(duì)光信號(hào)的靈敏度,是云臺(tái)上的光學(xué)接受器的核心技術(shù)。好在現(xiàn)在光探測(cè)器發(fā)展已經(jīng)非常成熟,已經(jīng)能夠保證艦艇搖晃的前提下,獲得有效的較大的通信距離。
4、機(jī)載系統(tǒng)
機(jī)載無線光通信系統(tǒng)主要包括空對(duì)空、地對(duì)空兩種方式,由于飛行的速度一般較高,所以這個(gè)過程對(duì)于光的能量要求較高,一般采用激光進(jìn)行通信,常用的有YAG激光器,相對(duì)而言空對(duì)空的通信由于飛行軌跡能夠通過計(jì)算得到,空氣傳輸治療較好,所以難度不大。難點(diǎn)在于高速飛行的飛行器要實(shí)時(shí)的保證與地面的通信,實(shí)施的難度可想而知,通信距離也受到光信號(hào)強(qiáng)度的影響,要使用大功率的激光信號(hào),還要保證在復(fù)雜的氣候條件下,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)捕獲技術(shù),又要保證一定的安全性和穩(wěn)定性。目前美軍對(duì)于這方面的研究已經(jīng)獲得初步進(jìn)展,2013年,美國(guó)曾設(shè)計(jì)利用激光跟蹤技術(shù),摧毀一顆正在飛行的導(dǎo)彈,顯示著美國(guó)在激光跟蹤領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力。
二、光通信的關(guān)鍵技術(shù)
首先是精確的捕獲、跟蹤和瞄準(zhǔn)技術(shù),移動(dòng)平臺(tái)不僅要負(fù)責(zé)接收發(fā)射來的光信號(hào),還要保證探測(cè)器實(shí)時(shí)的捕獲信號(hào),光信號(hào)傳播過程中保證兩端的對(duì)準(zhǔn)和跟蹤是一項(xiàng)重要的工作,ATP技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一過程的核心技術(shù),系統(tǒng)的主要作用是在接收端探測(cè)為了矯正而發(fā)射出信標(biāo)光,通過信標(biāo)光找到帶有信息的目標(biāo)光,然后通過目標(biāo)光進(jìn)行調(diào)制解碼后,是實(shí)現(xiàn)通信的目的。為了適應(yīng)戰(zhàn)爭(zhēng)中的高機(jī)動(dòng)性,減少外界因素對(duì)平臺(tái)震動(dòng)的影響也是關(guān)鍵技術(shù)。之外,還有接受視場(chǎng)角增大技術(shù)、適應(yīng)無線光通信的信道編碼技術(shù)、以及弱光檢測(cè)和糾正技術(shù),這些核心技術(shù)都關(guān)系著無線光通信能否完美的適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)的需求。
三、光通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域的具體應(yīng)用
1、光通信在野戰(zhàn)訓(xùn)練中的應(yīng)用,野戰(zhàn)訓(xùn)練對(duì)環(huán)境和作戰(zhàn)設(shè)備都有著非常高的要求,是訓(xùn)練部隊(duì)實(shí)際作戰(zhàn)水平的重要訓(xùn)練方式,所以野戰(zhàn)訓(xùn)練中保證信息的安全和暢通,對(duì)整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)大局有著及其重要的作用,總結(jié)現(xiàn)有的野戰(zhàn)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn),我們得知無線光通信技術(shù)是目前最適合站長(zhǎng)要求的通信技術(shù),大大的提高了作戰(zhàn)水平。
2、光通信在核心軍事機(jī)密的傳輸上的應(yīng)用,軍事信息和別是非常機(jī)密的核心軍事機(jī)密,是左右戰(zhàn)爭(zhēng)局勢(shì)的重要條件,從當(dāng)前我國(guó)的通信系統(tǒng)來看,無線光通信技術(shù)能夠靈活的配合現(xiàn)有的通信手段,利用其靈活、安全性能高的特點(diǎn),對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)保密工作,提供有效的通信保障。
3、光通信在軍事作戰(zhàn)中的應(yīng)用,在實(shí)際的作戰(zhàn)中,無線光通信擔(dān)當(dāng)者重要的指揮媒介,是現(xiàn)在軍事戰(zhàn)斗力的重要組成部分,光通信的完善程度和技術(shù)水準(zhǔn),直接決定了戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)的信息通暢,對(duì)于軍事作戰(zhàn)而言,無線光通信技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家軍事力量的重要指標(biāo),而且目前無線光通信技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用也越來越普及,是每個(gè)國(guó)家都重點(diǎn)發(fā)展的通信技術(shù)。
結(jié)論
光通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的戰(zhàn)爭(zhēng),而且應(yīng)用的趨勢(shì)也面向智能化,對(duì)于光通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越靈活,無論是單兵作戰(zhàn),還是機(jī)載艦載系統(tǒng),亦或是通觀全局的戰(zhàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng),光通信系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越有精細(xì)化分的趨勢(shì)。但是目前我國(guó)光通信技術(shù)還存在著很多缺陷,需要我們進(jìn)一步的提高。
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