让障碍变媒介

　　水下传感器之所以同陆地或空中传感器难以携手，症结在于“传输介质”迥异。目前，经空气传播的陆地或空中无线电信号一入水会很快消失，而水下设备发出的声波信号则基本被水面反射回去，无法穿透水面继续向空中传播。这使得水下、陆地、空中传感器无法实现直接数据共享，影响到高速作战指挥。

　　“水面总是阻碍无线信号跨越空气-水面边界的障碍，”麻省理工学院助理教授费德尔·阿德比说，“我们决心把障碍本身转化为通信媒介。”基于这一想法，小组发明了“平移声学-射频通信系统”，创新性地将声音和无线电结合起来，水下设备发出的声波传到水面时会产生几微米高的水面波纹，飞机发射特殊敏感的雷达波捕捉并检测到波纹，而反射回波会因此产生微小的振动改变。“只要有任何位移，比如水面位移，雷达反射就会不同，通过捕捉微小的角度变化，我们可以捕捉到与声呐信号对应的变化，”阿德比说，“将捕捉到的反射信号解码后，我们就能还原潜艇发出的信息，构成隐蔽而高效的水下-空中直接通信信道。”

　　潜艇踪迹更隐蔽

　　潜艇之所以厉害，就因为暗藏水下，神出鬼没，而影响潜艇隐蔽性的因素中，最重要的是潜艇与外界的通信，特别是潜艇主动发信行为。资料显示，目前潜艇潜航时仍无法使用传统手段对外双向实时通信，潜艇与陆地或空中通信时，需浮出水面或接近水面才能完成。这样一来，敌方岸基、舰载或机载无线电测向设备就能测出潜艇方位，进而展开猎杀。各国因此都在研究潜艇通信的新方法，目的是最大限度地增加通信隐蔽性。

　　阿德比认为，“平移声学-射频通信系统”是解决这一问题的最佳方案，一旦投入应用，首先能帮助监测海洋生物的无人潜航器在水下向研究者发送数据，更进一步，可避免军用潜艇对外联络时暴露踪迹。他还透露，该系统还使用学名叫“正交频分复用”的调制解调技术，可同时传输多个信号和频率，“可保证用户同时传输多路数据，提高通信效率”。

　　应用任重道远

　　迄今，项目小组利用一个水箱和两个不同的游泳池对“平移声学-射频通信系统”进行500次测试，表明水面相对平稳时，能准确解码各种数据。“比如水下发出单词‘Hello’（你好），”阿德比说，“即使有泳者在附近制造出水花和水流干扰，我们仍能快速准确解码这个单词。”要强调的，如果水面浪高超出16厘米，“平移声学-射频通信系统”就无效了，这表明尽管前景美好，但实用之路仍很漫长。

　　阿德比称，首先要克服雷达探测和捕捉水面微小振动的能力，确保不会遗漏；其次是消除海浪等水面自然波干扰，“就像有人在尖叫，而你却同时试图要听到其他人窃窃私语的内容”。尽管困难重重，但小组仍对“平移声学-射频通信系统”充满信心，确信他们最终能让无人机或飞机在水面上快速飞行时，不间断地接收和解码来自潜艇的通信内容。　　　　 王权