麻省理工大突破:潜水艇可和飞机直接通讯了

麻省理工大突破:潜水艇可和飞机直接通讯了

麻省理工媒体实验室宣布发明了能让空中和水底直接通讯的新技术,未来潜水艇在海底可以直接和飞机「通话」。(图片来源/ MIT Media Lab频道)

美国麻省理工学院官网美国时间22日公布,麻省理工媒体实验室已在本周的美国特殊目标资料通信组织(SIGCOMM)研讨会上公布一项新技术,能解决无线通讯长期以来的限制,能让陆面或空中接收到来自水底传上来的讯号,如果这项技术能普及应用在国防科技上,这将对潜水艇的海空通讯带来革命,亦可能改变未来的猎杀潜水艇战术。

本周二,MIT的媒体实验室展示了全新的水下和空中通信技术。在此前基本上是无法做到的,潜水艇和飞机由于通信媒介的不同而无法进行通信。潜艇主要依靠声纳系统,而飞机则主要依靠无线电信号、蜂巢(像手机)和GPS等讯号。声纳讯号在遇到水面会被反射无法突破,而无线电信号则无法在水中传播。

声纳震动水面,雷达搜集转讯号

简单的说,陆地上的无线电讯号靠空气为介质,声纳则靠海水为介质传播,因此彼此无法传播,飞机在空中或者陆地上无线通讯信号无法穿越水面到海底,同样的,水下声纳发出的讯号也无法穿越海面,因此目前潜水艇要和空中沟通,必须让天线浮出海面。

水底只要发出不同频谱的声纳让空中的雷达能进行0与1的编码,就能转换成讯息。(图片来源/ MIT Media Lab频道)

但麻省理工研究人员发现,水底的声纳讯号虽然无法穿破水面,却能造成水面的震动。在麻省理工媒体实验室的助理教授Fadel Adib的带领下,发明了极为敏感的雷达技术,侦测水面微小震动,这些振动通过0和1的数位整合进行编码,转换成资讯。

在原理上,要发射出0的讯号,可以用100赫兹频谱,要发射1的讯号,用200赫兹频谱做为区别,当信号撞击水面时,会在水中产生高度只有几微米的波纹,与这些频率相对应。上空的接收雷达,是一种新型的超高频雷达,可处理30至300千兆赫的无线传输毫米波频谱中的信号(类似5G)。

潜水艇不上浮,照样可以传讯号

实验团队将静态的水底测试影片公布在Youtube上,水面上空的雷达接收到讯号后转成「Hello!」的文字,除了在平静的水中测试,亦在一旁有人游泳的学校游泳池里面测试。Fadel Adib表示,「水下讯号和无线电讯号在水面上遭到阻碍,我们的想法是就把这个阻碍本身当成通讯的媒介。」

这项发明Fadel Adib和他研究生Francesco Tonolini已共同发表在专业期刊上, Fadel Adib表示,这个系统将是一个「里程碑」。

目前这项系统暂时称之为「translational acoustic-RF communication」(简称TARF)。MIT认为可以用于寻找在水下失踪的飞机的黑盒子,潜水艇借此可在不浮出水面的情况下和飞机进行通讯,减少被狙击的机率,亦能够水下无人机支援监控海洋生物而不需要回到水面来传输资料。

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