超低頻高壓發生器主要關鍵技術解剖

VLF超低頻高壓發生器系統天線效率很低，遠在幾千公里以外的水下潛艇接收到的信號非常微弱，這個信號還必須與頻段內的電磁噪聲和潛艇機動引起的噪聲進行競爭，所以超低頻收信機接收的信號信噪比非常低。現有的一些通信技術已不能滿足超低頻對潛通信的可靠性要求，必須在以下的主要關鍵技術上尋找突破。

1.發射天線設計技術

在超低頻通信研究的初期，曾考慮利用現有的甚低頻天線輻射超低頻信號。通過估算和試驗發現，天線輸入為兆瓦級的功率，其輻射功率只有幾十毫瓦，無法滿足超低頻通信要求。之后，對多種天線設計方案進行了研究和探索，只有中間饋電兩端接地的接地天線達到了實用價值。

2.大功率合成技術

由于輻射效率十分低下，要求發射機能提供兆瓦級的功率。為了提高發射機電源使用效率，上世紀七、八十年代開始研究利用大功率開關管進行信號"放大"技術。俄羅斯利用晶閘管的開關作用實現了大功率"放大"。開關管"放大"的基本思路是:它從輸入信號的波形采集有關信息(如相位)，利用這些信息去分別控制各功率開關，輸出幅度相同且含有特定相位的矩形脈沖，把這些相位按特定要求的矩形脈沖有序地疊加起來，經濾波而得到與輸入波形相似、但功率非常大的輸出。超低頻高壓發生器主要難題是開關速度高、功率大的開關管的制造技術需要突破，另外，開關管的安全防護、波形合成技術需要進一步完善。

3.通信抗干擾技術

一方面由于超低頻頻率低，絕對頻帶窄，可用的頻率資源有限，工作頻率實際上是公開的，為敵方實施干擾創造了更多的機會;另一方面，潛艇接收超低頻信號時環境惡劣，接收信號的信噪比非常低下;這些都使通信的可靠性遭受到了致命的傷害。為了提高通信的可靠性，除了增大發射功率外，還要選取適當的調制解調和糾錯編碼譯碼方式，在有限的帶寬里使用擴頻技術，從軟件和硬件上對信號進行處理等措施。另外，在低噪聲放大技術、脈沖干擾削波技術、工頻(50Hz或60Hz交流)干擾抑制技術、海洋和大氣噪聲抑制技術、潛艇自噪聲抑制技術方等面需要進一步的研究。

4.提高通信速率技術

超低頻高壓發生器的信息速率由于受到發信天線帶寬的限制十分低，再使用糾錯編碼、擴頻通信等抗干擾技術后信息速率會變得更低，通信可靠性的提高是以犧牲信息速率為代價的，如美國早期的超低頻對潛艇通信系統信息速率的建議值是0.01bps，即發送一個字符需要五至十分鐘的時間，如此低的信息速率難以滿足通信實時性要求。