Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 水声通信 zz
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Jul  4 10:44:34 2003)

水声通信

　　这是国际上高水平的技术，在远距离水里能清楚地接收到语音信号，目前世界上也只

有极少数军事强国才能做到。我国厦门大学以许克平教授为首的这个课题组出色地完成了

国家交给他们的863项目，已经成功解决了在10公里之内水下信号相互清晰的传递，他们这

个系统已达到实用要求。
　　这个系统的工作原理是首先将文字、语音、图像等信息，通过电发送机转换成电信号

，并由编码器将信息数字化处理后，换能器又将电信号转换为声信号。声信号通过水这一

介质，将信息传递到接收换能器，这时声信号又转换为电信号，解码器将数字信息破译后

，电接收机才将信息变成声音、文字及图片。
　　声音是由于震动而产生的。在海里面，我们要把我们讲话的信息传到远处也一样，仅

仅是把空气换成是海水，这一传输就要另外一个嘴巴了，这个嘴巴我们叫做水声换能器。


　　能将声能和电能相互转换的仪器叫做换能器。有了它，人们就可以在空气中、水中、

固体中任意发射和接收不同频率、不同强度的声信号了。
　　水声通信机使用的是模拟信号，可是海洋中的波浪、鱼类、舰船等产生噪声，使海洋

中的声场极为混乱，声波在海水中传递时产生“多途径干扰信号”这一较大的难题，导致

接收到的信号模糊不清。
　　半个世纪以来，水声领域的专家对这一难题一直束手无策，老式的模拟水声通信机一

直沿用至今。由于数字通信的产生，陆地上的信号干扰被成功解决，水声领域的专家也开

始了在该领域进行探索。
　　他们认真分析了目前世界上抗多途干扰的几种方法， 最后课题组一致认为还是采用电

磁波抗干扰的手段——跳频通信，它既能抗多途径干扰又能保证信息安全。
　　因为海水成分很复杂，所以声波传递时就被吸收了一部分，而且频率越高吸收就越厉

害，对于频率低的声波海水反而吸收少。专家测得结果，声波频率在4000赫兹左右为远距

离传递的最佳频率，而用4000赫兹的频率去实现跳频通信，频点与频点之间的距离就很小

了。
　　如果电磁波的跳频技术用在海中，频率资源充足的情况下传输一组信号，频率相差大

时，电路内部做处理的时候，就用两个不同频率表示1和0，相当于颜色相差大，如：赤、

橙、黄、绿、青、蓝、紫这一组信号代表一个文字，碰到干扰后虽然到达的时间不一致，

但由于颜色区别大也就是频率相差大接收方就容易辨认了，这样就解决了信号干扰问题。

经过攻关他们研制出一个全新的跳频技术，终于成功解决了多途径干扰问题。因为语音传

输是水声通信最难攻克的瓶颈问题，要求精确度极高，难度也最大，语音传输成功的实现

，使这个项目完全成功了，他们做到了。
　　最近课题组又迎接了新一轮的挑战，投入远距离50公里以外的数字式语音和图像传递

，以及数字式彩色图像传递的工作中。
　　目前，海洋声学还是一门迅速发展的学科，水声多媒体通讯是海洋科技界多年来追求

的一个目标，人们希望在水下也能像在陆地一样快速地传输语音、图像、文字及数据。我

们相信随着研究的深入开展，水声科技工作者的积极努力，这一目标一定能早日实现。


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