2012-11-28 11:01:40
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美國GTE公司為美軍研制了一種新型隱蔽式紫外光通信系統。這種系統不易被探測和截收，適用于多種近距離抗干擾通信環境，尤其適用于特別行動和低裂度沖突，是滿足戰術通信要求的理想手段。
工程技術人員在工程中對紫外光指揮、控制和通信進行的試驗表明，話音和數據性能很好，而且不受遠方電子干擾的影響。同時，由于紫外光通信的作用距離受限于大氣層，這使得對手即使在當地也很難截收紫外光通信信號。
紫外光傳輸的優點之一是系統的輻射功率可根據通信距離要求而減至最小，常規無線電設備不能探測或干擾采用紫外光技術的遠方臺站的通信。因為紫外光散射在大氣層中，故可用于1～2km的非視距通信，如果采用聚光方式，定向視距通信距離可達5～10km。
1 設備和技術規范
紫外光通信系統的主要部件有燈，濾光器和遮太陽光檢測器。紫外光系統除了光源和探測器外，其他全部采用現在通信系統中普遍采用的電子和機械部件，這些都是已經成熟的技術，可以組裝成簡單而又堅固的小型化系統，供機載、陸地和水面艦船通信用。
紫外光源是一只低壓汞氣稀有氣體放電燈，它把20％的電能轉換成253.6mm的輻射光。這種燈是現實制燈工業的標準燈，可以制成不同大小和形狀，以滿足多種規格的要求。燈中還可適當設置反光鏡，以增強光源亮度實現對某個位置的定向輻射。
如果把一只管燈做成環狀，環中央有一個反射面，大部分能量就會輻射到很寬的范圍。如果把它安裝在直升機頂上，它就可以起紫外光發射機的作用。
通信系統的電子電路把話音或數字數據信號轉換成曼徹斯特自同步脈沖數據編碼流。這種數據脈沖觸發燈激勵器使燈閃亮，傳話音時閃亮速度平均為20kHz，傳送數字則低些。
紫外光系統用一個遮太陽光光電倍增管作光探測器。用一個250～270nm帶通濾光器屏蔽光探測器，使其免受波長大于270nm的太陽殘余輻射的影響。在近距離通信中，遮太陽光光電倍增管和濾光器可以直接使用。遠程通信時需要將光電倍增管裝在聚光鏡中，以增強控制器的靈敏度。電子接收機用解碼器把收到的信號轉換成明文或音頻輸出。
各種紫外光通信系統由于用途不同，其要求和技術指標也不一樣，但這些系統有一些共性的要求。一般說來，這些通用系統的技術規范為大功率遠距離和小功率近距離兩種。前一種主要為固定安裝使用，后一種則強調輕便和移動性。
接收機用一個15.24cm口徑反光鏡實現探測器的高靈敏度，設備構成沒有諸多限制條件，能滿足大多數要求。在距離為2～10km、數據速率為4800bit／s時，該系統的誤碼率能達到1×l0-6。紫外光系統的話音通信頻率通常為19.2kHz。通信距離取決于氣候和輻射功率的大小，大氣中的臭氧量、煙霧量和含塵量越高，光的閃射就越嚴重，通信距離也就越近。
2 系統主要性能
紫外光通信系統的特殊性能使它成為理想的隱蔽通信手段。系統輻射的信號擴散在大氣層中被大氣吸收，信號強度按指數規律衰減。這也就是說，如果一個紫外光通信系統的通信為2km，那么在3km處就探測不到信號。要干擾強紫外光散射是不可能的，因為信號場強的指數衰減是距離的函數。
在隱蔽行動過程中，要完成預定的任務用常規無線電通信很難做到不被敵方發現，裝有良好電子戰設備的敵人，在離行動地點相當遠的地方就能截收和監聽參與行動的各個人員之間的通信，據此確定他們的位置和可能的行動。更高頻率的無線電通信可能不易被探測和截收，但只能進行視距通信，不能適應多種地形環境。
光發射機發出的紫外光能照射與光接收機視野相交的大氣空間，絕大部分紫外光通過大氣層的微小顆粒散射到接收機的視野區，并被接收機的天線接收。
單信道紫外光傳播系統可供參與巡邏或作戰的各成員之間進行明語對話，并保持不被發覺，除非處于采用紫外光探測器的發射機附近。
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這種紫外光通信系統可用于包括一個按編隊超低空飛行的直升機小隊。他們可以不分晝夜地用紫外光進行內部安全通信。直升機駕駛員知道他們的通信不會被敵人探測，故可向他們的地勤人員傳送話音或數據。
使用紫外光通信系統的每架飛機都裝備有一套收發信機，發射機以水平方向輻射光信號，收信機則面朝天安裝，以收集散射到它的視野區內的紫外光信號。若采用這種系統方案，全小隊的飛機都可收到相同的通信信號，還有一種方案是在這種方案的基礎上引申出來的，可用于與地面部隊通信。
在城區或地形復雜的地區巡邏的小分隊，如果視距通信實現不了，也可以用紫外光通信系統傳遞秘密信息，以協調地面行動。
常規戰術作戰也可由通信方艙之間的近距離數據通信來支援（現在都采用電纜通信），這種新的紫外光通信將減輕后勤部的電纜負擔和節省收放電纜需要的時間，方艙到方艙的紫外光通信線路將大大減少通信設備和線路的開設及拆除時間。
方艙之間采用紫外光通信方案類似于直升機的應用方案。發射系統按水平方向從每個方艙輻射紫外光。接收機則面朝天收集光信號。另一種方案是在每個方艙配兩套收發信機進行定向通信，但每條數據線路仍然以非視距方式通信，以克服方艙之間樹木之類障礙物的影響，定向輻射與散射相比，能大大增強對方接收機處的信號強度，用這種空間隔離法可建立兩個方艙之間的通信信道，多信道通信則要通過空間分集來實現。
當艦隊必須保持無線電寂靜時，可用紫外光通信系統來提供艦船之間的近距離通信，此外，紫外光技術還可用于改進艦載飛機的慣性導航系統。像其他紫外光通信方式一樣，航母飛行甲板通信系統將同時溝通航母通信與所有飛機之間的通信，光發射機安裝在航母的艦橋上，以水平方式向甲板輻射紫外光信號，每架飛機上裝有一臺小型輕便接收機，面朝天安裝，以收集散射在大氣層中的脈沖編碼慣性導航數據，光發射機發出的紫外光具有散射和同播特性，能照射整個飛行甲板，這樣飛機可以自由移動，并能同時接收數據。
