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軍事技術簡介

軍事技術

軍事技術是軍事科學的重要組成部分,是構成軍隊戰鬥力、決定戰爭勝負的重要因素,也是衡量國家軍事實力的重要標誌之壹。軍事技術的發展受軍事思想、戰略和戰術的指導,也對軍事思想、戰略和戰術乃至軍隊建設產生重大影響。軍事需求是推動軍事技術發展的動力。

軍事技術的發展歸根到底取決於國家的經濟狀況和科技發展水平,即受到生產力的制約。最新的科技成果往往首先應用於軍事,引起軍事技術的變革;軍事技術的發展在壹定程度上促進了科學技術的發展。

軍事技術是建設軍隊、鞏固國防、進行戰爭和遏制戰爭的重要物質基礎,是軍隊戰鬥力的重要因素。主要包括:各種武器裝備及其研制生產所涉及的基礎理論和技術;充分發揮武器裝備效能的應用技術、軍事工程和軍事系統工程。武器裝備是軍事技術的主體,是軍事技術發展水平的集中體現。現代軍事技術可以按照武器裝備的種類來區分,如輕武器、火炮、坦克、彈藥、軍機、艦船、導彈、核武器、化學武器、生物武器、三防裝備、軍用雷達、軍用光學儀器、軍用通信設備、電子對抗設備、軍事指揮自動化系統等。還可以根據其在不同軍兵種領域的應用來區分,如海軍技術、空軍技術、戰略導彈部隊技術、炮兵防空兵技術、裝甲兵技術等等。在現代戰爭中,軍事通信的中樞神經作用尤為突出。在現代電子技術、計算機技術和航空航天技術基礎上發展起來的現代通信技術,為現代軍事通信提供了更有效的通信工具和更完善的通信手段。毫無疑問,軍事通信技術在戰後得到了極大的發展。

讓我們來看看這些具有代表性的現代通信技術:

載波通信

第二次世界大戰後,軍事有線通信技術取得了壹系列重大進展,包括20世紀60年代產生的程控交換技術,其中載波通信和光纖通信技術較為突出。

載波通信是利用分頻原理在壹對線路上同時傳輸多部電話的通信。其工作原理是:在發射端,每個電話信號被調制在不同的載波頻率上,每個電話信道的頻譜被安排在不同的頻率比特上。在接收端,進行相反的解調過程,將位於不同頻率比特的各個話音信道還原為話音頻譜,實現載波多路通信。載波通信除了傳輸電話信號外,還可以復用,即利用載波信道傳輸電報、傳真、數據等。載波通信有效利用了有線通信線路,擴大了信道容量,提高了傳輸速度。隨著軍事信息量的不斷增加和軍事通信高效快速的要求,載波通信是壹種優秀的技術手段。載波通信技術產生於20世紀初。電子管和濾波器發明後,為載波電話通信創造了技術條件。同時,中繼器和同軸電纜的發明為載波通信的發展插上了翅膀。1918年,美國匹茲堡到巴爾的線路上開通了第壹個載波電話通信系統,每對線路連接三部電話。到1938,經過不斷的改進,可以使用12電話線了。在兩次世界大戰中,由於戰爭條件的限制,參戰國(除美國外)的長途有線通信發展十分緩慢。第二次世界大戰結束之初,各國都建立了大規模的軍用長途載波通信系統,通信容量從每對幾條或十幾條線路增加到幾十條或上百條。60年代初,載波通信設備進入半導體階段。50年代初,單晶矽的制備技術得到突破性發展,60年代誕生了各種晶體管電子元件。半導體晶體管的誕生是電子元器件的第二次重大突破。它具有體積小、重量輕、抗沖擊、壽命長、性能可靠、功耗低等優點,有力地推動了電子技術的發展。載波通信的半導體化進壹步推動了軍用載波技術的發展。到了70年代,隨著半導體技術的進壹步發展和同軸電纜材料及性能的提高,10800載波電話系統在壹些國家的軍隊中投入使用。

光纖通信

光纖通信是以激光為載體,以光纖為介質傳輸信息的壹種新型通信方式。1960年,美國科學家梅曼用紅寶石制成了世界上第壹臺激光器,激光技術問世。它的基本工作原理是通過從外部對某些物質施加能量,使電子迅速被賦能,在外界光的激發下,以光子的形式通過光學諧振腔這壹特殊裝置,經聚能放大後發射出去。激光具有良好的相幹性、單色性和方向性,可以在大氣空間、宇宙空間、光波導、光纖和海水中傳輸,因此可以在通信中用作信號載體。因為激光束很細,指向性極好,人眼看不到,所以用激光通信有極好的保密性。不易被敵方攔截幹擾,不受熱輻射影響。激光技術的出現為光纖通信創造了技術條件。1955年,英國倫敦大學的卡佩奈在博士論文中提出了光纖技術的基礎理論。1970年,Tindal第壹次沿著電解質管進行了光的傳輸。光通信的原理和對光纖的研究引起了人們對使用光纖進行通信的興趣。但是,要實現它,真的有賴於激光技術的成熟、光纖的制備和光電調制技術。1970年,格拉斯研制出20db/km低衰減光纖,是光纖通信的重大突破。1971年,日本天森公司生產了壹種具有色散折射率的光纖。1976年在美國芝加哥演示了壹個實驗光波傳輸系統(利用玻璃光波導傳輸超小型固體激光器和發光二極管發出的光脈沖信息)。從65438到0977,美國和其他國家的壹些電話公司建立了實驗性的光纖系統。自20世紀80年代以來,光纖通信逐漸滲透到陸、海、空乃至太空武器裝備系統,成為現代軍事通信的重要手段。全世界的部隊都用光纖取代了原來的金屬電纜。美國空軍後勤司令部建立了“軍事基地光纖通信系統”,據說是迄今為止世界上同類光纖通信網絡中最大的。隨著光纖通信技術的發展,光纖通信在現代軍事通信中的應用將更加廣泛。

散射通信

二戰後,軍用無線通信技術也有了很大發展,出現了散射通信、無線激光通信、紅外通信、移動通信、衛星通信等新的通信形式。

散射通信是利用空氣中煤質的不均勻性對電磁波的反射進行的超視距通信。大氣中的對流層、電離層、流星余跡都具有向多個方向輻射入射電磁波的特性。利用這些煤來傳輸視距外的在視距內傳播的電磁波,可以進行遠距離通信。對流層散射通信利用對流層對超短波或微波的反射來實現超視距通信。軍用對流層散射通信有固定和移動兩種。流星余跡通信是利用大氣中高速運動產生的短電離痕跡對無線電波的反射或散射進行遠距離瞬時通信。流星余跡通信傳輸受核爆炸和太陽耀斑影響較小,無線電波反射指向性強、隱蔽性好,信號不易被截獲,適用於遠距離、小容量軍事通信。第壹條對流層散射通信線路於1955年在美國建立,全長2600公裏。中國在20世紀50年代中期開始研究,並在60年代初開發了對流層散射通信設備。在軍事通信中,散射通信比短波無線電通信更穩定,可以在多個信道中傳輸。與微波、超短波中繼通信相比,無需建設中間中轉站或更少,不受高山、海峽、海港等自然障礙和被敵占區封鎖的限制。因此,第二次世界大戰後,許多國家都在大力研究和發展用於軍事戰略通信和戰術通信的信息技術。

20世紀60年代以後,隨著激光技術和微電子技術的發展,軍用無線通信中出現了大氣激光通信和紅外通信。大氣激光通信利用大氣空間作為激光信號的傳輸介質,實現信息傳輸。發信時,發射的信號通過信息終端、光調制器和激光器轉換成激光信號,然後激光信號通過光發射天線發射出去,通過大氣空間傳輸給對方;在接收信件時,光接收天線接收激光信號並發送給光電探測器,並將其轉換成電信號發送給信息終端,信息終端再將電信號轉換成語音或圖像等原始信息。大氣激光通信的優點是通信容量大,無電磁幹擾,保密性強,設備輕便。但通信距離近,可靠性差,需要更精密的設備,所以壹般是軍事通信中最輔助的通信手段,用於邊防哨所、島嶼之間以及跨越河流、峽谷的近距離定點通信。紅外通信是壹種使用紅外線傳輸信息的光學通信方法。紅外線是在大氣空間中可以直線傳播,但人眼無法感知的電磁波。紅外通信具有以下優點:紅外線沿直線傳播,方向性強,不易被敵人發現,保密性好,不受天線和其他電磁波的影響,抗幹擾性能強,設備簡單,成本低。主要缺點是受地形、天氣、煙霧影響較大,只能在視距內使用,在軍事上多用於戰術通信。

衛星通信

第二次世界大戰後,軍事無線通信技術的最大成就是軍事衛星通信技術的出現和發展。1945年,美國的克拉克提出了用衛星通信的設想。1946年,有人用雷達向月球發送微波信號,結果準確接收到了月球表面反射的回波,從理論上證明了利用衛星進行無線電通信的可行性。1957年,蘇聯第壹顆人造地球衛星發射成功,為衛星通信技術的產生和發展鋪平了道路。65438年至0958年,美國發射了世界上第壹顆實驗有源通信衛星。1960年,美國的皮爾斯等人首次實現了利用人造地球衛星Echo-I作為無線電反射器。Echo-I是壹顆無源通信衛星,通過反射電波完成通信。由於入射波的能量沒有得到補充,而是消耗在衛星到地球的距離上,所以地面接收到的信號非常微弱,只有經過放大才能實現有效的通信。經過兩年的努力,1962利用Echo-I成功實現了北美與歐洲的通信,1962年,美國發射了第壹顆有源通信衛星Telstar。有源通信衛星裝有接收機和發射機,可以接收和發送信號。橫跨大西洋的電視和電話傳輸是通過Telstar通信衛星實現的。

衛星通信技術壹經產生就被用於軍事目的。20世紀60年代初,美軍委托伍德裏奇公司研制並投入使用“國防通信衛星”,成為為美國國防部各部門提供通信線路、直接支持全球軍事通信指揮的系統。從1971到1989年底,美國發射了16顆更先進的“國防通信衛星III”。同時,美國還研制了各軍兵種使用的通信衛星。從1978到80年代末,美國發射了8顆由TRW公司研制的艦隊通信衛星。該系統由美國海軍管理,由大約800艘艦船、65,438+000艘潛艇、數百架空軍飛機和壹些地面終端使用。1976年,美國開始部署空軍通信衛星系統,1979年投入使用,1981年開始全面工作。該系統與地面和機載終端相連,包括預警機、偵察機、戰略轟炸機和洲際導彈。90年代後,美國還研制並發射了新壹代軍事通信衛星——戰略戰術與中繼衛星(MILSTAR),具有很強的抗核加固和抗幹擾能力,能保證與戰爭條件下的通信暢通。除美國外,其他國家和國際軍事組織也大力發展軍事衛星通信技術。北約在20世紀70年代初發射了三顆北約通信衛星。法國分別於1984年和1985年將Telecom -1A和Telecom -2B發射到地球同步軌道。英國分別在1969、1970、1988發射了“天網-1”、“天網-2”、“天網-4”軍用通信衛星。蘇軍在1965年發射了74顆“閃電-1”和軍用通信衛星,70年代後又發射了近50顆改進型“閃電-2”和“閃電-3”衛星。中國在60年代發射“東方紅”地球衛星後,也發展了軍用衛星通信。利用人造地球衛星進行軍事通信,具有通信距離遠、傳輸容量大、可靠性高、靈活性強、成本低等優點,已成為當代軍事通信的理想形式。

第二次世界大戰後,在軍事無線電通信技術中,自動轉移移動通信技術也得到了發展。移動通信是指雙方或壹方在運動狀態下的通信,移動臺通過固定通信臺進行傳遞。用於移動通信的主要設備是各種便攜式、車載、船載超短波電臺和短波電臺。移動電話還可以通過地面無線電設備與有線電話交換中心連接,與短距離或長距離有線電話進行通信。人們早就想擁有壹個可以“自由交談”的便攜工具。20世紀30年代,出現了壹種小巧輕便的電子管步行機,使用單工無線電話。雖然後來發展了對講機技術,但由於其發射功率低、傳輸距離短、模式單壹,使用起來並不方便。20世紀60年代以後,隨著微電子和程控交換技術的發展,小型無線電臺可以傳輸大功率信號,固定通信站可以通過程控交換機轉接給覆蓋區域內的任何用戶。因此移動通信技術發展迅速。移動通信靈活、方便、快捷,便於部隊在機動過程中及時實施作戰指揮,使陸海空三軍各部隊在復雜情況下密切配合、協同作戰,為保障現代條件下的作戰發揮了重要作用。

技術發展

軍用野戰電臺作為軍事通信中壹種獨特的通信設備,在第二次世界大戰後得到了迅速發展。50年代,軍用野戰電臺單邊帶技術得到了廣泛應用和發展。所謂單邊帶通信是發送和接收調幅信號的兩個邊帶之壹的無線電通信。單邊帶電臺發射語音信號時,將語音信號和頻率合成器產生的穩定性高的低載頻信號加載到發射機的高頻信號上,在調制器的作用下,產生兩個載頻,然後通過濾波器濾除壹個邊帶,只將另壹個邊帶的信號加載到較高的工作頻率上,放大後送到天線發射。接收器將天線接收到的RF單邊帶信號移回較低頻率,放大後發送至單邊帶解調器。低載波頻率信號被添加到解調器以恢復原始語音信號。單邊帶技術是1915年發明的,1923年進行了跨大西洋通信實驗,1933後被大多數遠洋通信采用。從65438年到0954年,單邊帶電臺在軍事無線電通信系統中迅速發展,取代了普通的調幅電臺。50年代,大多數國家,尤其是發達國家,普遍使用單邊帶戰術電臺。美軍使用的單邊帶電臺既有臺式的,也有車載的,可以發射16,雙向電話和1傳真,功率為10 kW。

60年代以後,隨著半導體技術的出現和發展,軍用野戰電臺用晶體管代替電子管,70年代以後,大量采用集成電路和大規模集成電路。軍用野戰電臺正朝著晶體管小型化方向發展,進壹步減小體積和重量,提高通信容量和可靠性。50年代美軍營連裝備電子管AN/PRC-1電臺,60年代初除末級外裝備晶體管AN/PRC-25電臺,60年代末裝備晶體管AN/PRC-77電臺,70年代裝備微型模塊AN/PRC-99電臺。升級後電臺頻道數量不斷增加,頻道間隔進壹步縮短,通信距離延長,重量減輕,集成度提高。80年代初,美軍研制的產品集成度達到20% ~ 40%,80年代末達到90%以上。發射功率約為20kW,重量約為4kg,可靠性比同類電臺高65,438+00倍。

六七十年代的軍用野戰電臺在使用晶體管、集成電路和大規模集成電路的同時,實現了多頻段、多類型、多用途,以方便諸兵種協同作戰,減少飛機種類,實現壹機多用。20世紀80年代以來,各國軍用野戰電臺的發展有兩大趨勢。壹種是從模擬系統過渡到模數兼容和全數字化,采用數字計算和數字處理技術。將數字技術引入通信設備是80年代軍事通信技術的新趨勢。傳統的模擬電路逐漸被性能良好的數字電路所取代,大量的數字器件(數字混頻器、數字頻率合成器、數字濾波器、數控振蕩器等。)用於軍事通信設備。壹些發達國家已經逐漸在野戰無線電中采用微處理器。它由壹個或幾個大規模集成電路組成,包括技術邏輯部件、指令處理部件和控制存儲或操作的控制器,具有操作和控制的功能。在數字處理技術和微機技術發展的基礎上,野戰電臺的保密技術也得到了發展,特別是采用了信號壓縮技術和數字加密技術,大大降低了無線通信信號被截獲和解碼的概率。信號壓縮技術發送的信號極短,很難被截獲,即使截獲也很難破譯。而數字安全技術可以使密鑰數量非常大,難以破譯。二是采用跳頻技術等抗幹擾技術。跳頻技術是發射和接收雙發射臺的工作頻率,按照預定的順序在壹定的頻率範圍內進行同步快速跳躍。早期的無線電運營商使用時間表來使用工作頻率,而跳頻系列使用代碼序列來決定在某個時間應該使用什麽頻率。工作頻率每秒可以跳變十次、上百次甚至更多次,頻率範圍可以寬到幾十兆赫。這種方式傳輸的信號不易被敵方幹擾,是軍事通信中主要的抗幹擾措施。德國在1981開發了CHX200移動和固定短波跳頻電臺系統,在1983開發了SEM172甚高頻跳頻電臺;1982年,美國研制出背負式AN/PRC-117中頻跳頻電臺。瑞典在1985年研制出VHF跳頻電臺;80年代,英國還研制了150系列高頻跳頻電臺,該國和比利時等多國軍隊都裝備了這種電臺。這些跳頻電臺大多由微機控制,能自動搜臺,自動變頻,抗幹擾性和保密性極好。

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