中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)宣布了一項(xiàng)突破性技術(shù),堪稱“心靈感應(yīng)”通信,有望徹底改變戰(zhàn)場(chǎng)電子戰(zhàn)規(guī)則。這項(xiàng)技術(shù)由中國(guó)科學(xué)院航天信息研究所高級(jí)工程師領(lǐng)導(dǎo),在《雷達(dá)雜志》上發(fā)表,詳細(xì)介紹了一種無需主動(dòng)信號(hào)的高速戰(zhàn)場(chǎng)通信系統(tǒng),使作戰(zhàn)部隊(duì)在電子戰(zhàn)中實(shí)現(xiàn)“隱身”,顯著降低被攔截或攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。
創(chuàng)新核心:智能超表面與無源通信。
傳統(tǒng)軍用無線電通信通過電磁波傳輸信息,但同時(shí)暴露用戶位置,易被敵方干擾、定位甚至引發(fā)導(dǎo)彈打擊。劉的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于“智能超表面”的無源通信系統(tǒng),徹底顛覆這一困境。該超表面由數(shù)百個(gè)可編程超材料瓦片組成,能在不發(fā)射主動(dòng)信號(hào)的情況下,利用衛(wèi)星的合成孔徑雷達(dá)回波傳輸數(shù)據(jù)。也就是一種被動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的方式,這是一項(xiàng)革命性的技術(shù)探索。
這些瓦片通過在“開”(0°相位)和“關(guān)”(180°相位)狀態(tài)間切換,將信息編碼進(jìn)衛(wèi)星接收的雷達(dá)回波中。作戰(zhàn)平臺(tái)(如坦克、軍艦或飛機(jī))無需釋放可探測(cè)能量即可融入自然電磁背景,實(shí)現(xiàn)每秒127kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,媲美北約Link 16戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),同時(shí)保持完全無線電靜默。
中國(guó)團(tuán)隊(duì)在論文中指出:“該系統(tǒng)通過散射和調(diào)制接收到的雷達(dá)衛(wèi)星的回波,消除了主動(dòng)電磁波傳輸需求,確保通信的隱蔽性和安全性,顯著降低被檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)?!?/p>
在城市“電磁噪聲叢林”或波濤洶涌的海面,信號(hào)易受雜波和反向散射干擾。為此,團(tuán)隊(duì)開發(fā)了自適應(yīng)算法,通過動(dòng)態(tài)調(diào)整相位調(diào)制深度將信噪比提升300%,有效對(duì)抗城市雜波。在海上,慣性傳感器和自動(dòng)對(duì)焦軟件實(shí)時(shí)糾正船舶因海浪引起的俯仰和橫搖,確保信號(hào)穩(wěn)定。在模擬4級(jí)海況(浪高超2米)的測(cè)試中,系統(tǒng)誤碼率低至0.77%,雷達(dá)成像分辨率損失控制在9.7%以內(nèi)。
此外,團(tuán)隊(duì)成功協(xié)調(diào)雷達(dá)衛(wèi)星的線性頻率調(diào)制與通信數(shù)據(jù)編碼,確保高分辨率成像與高速數(shù)據(jù)傳輸并行。這使得系統(tǒng)即使在惡劣環(huán)境下也能保持高效通信,為戰(zhàn)場(chǎng)提供可靠支持。
一位未參與項(xiàng)目的北京通信研究員表示:“這確實(shí)像‘心靈感應(yīng)’,與傳統(tǒng)通信截然不同。若技術(shù)成熟,將從根本上重塑戰(zhàn)場(chǎng)規(guī)則?!痹陔娮討?zhàn)中,隱蔽性是生存的關(guān)鍵,該技術(shù)使部隊(duì)能在不暴露位置的情況下高效通信,對(duì)敵方雷達(dá)和偵察系統(tǒng)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。
在軍事領(lǐng)域,這項(xiàng)技術(shù)可增強(qiáng)中國(guó)解放軍在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)中的指揮協(xié)調(diào)能力,特別是在城市作戰(zhàn)或遠(yuǎn)洋任務(wù)中。全球供應(yīng)鏈方面,超表面技術(shù)的廣泛應(yīng)用可能推動(dòng)雷達(dá)、通信設(shè)備制造的革新,降低對(duì)傳統(tǒng)無線電硬件的依賴,進(jìn)一步影響航空航天和國(guó)防工業(yè)。
盡管目前僅在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,中國(guó)團(tuán)隊(duì)已規(guī)劃大規(guī)模應(yīng)用。未來工作將聚焦提升數(shù)據(jù)速率和抗干擾性能,并與多模星載SAR系統(tǒng)開展聯(lián)合試驗(yàn),驗(yàn)證實(shí)地部署可行性。團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃將超表面無源通信擴(kuò)展至其他星載雷達(dá)遙感系統(tǒng),構(gòu)建天-空-地一體化雷達(dá)網(wǎng)絡(luò),為軍事和民用領(lǐng)域開辟新可能??梢哉f,這項(xiàng)“心靈感應(yīng)”通信的突破,已為未來電子戰(zhàn)和全球通信技術(shù)掀開新篇章。
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