颠覆！继反隐身雷达后，我国又成功突破潜艇探测新技术，更机动灵活

12月1日，香港《南华早报》(SCMP)发文报道，我国科学家在潜艇探测方面取得了重大突破，发明了一项颠覆性技术。成功利用高能微波合成技术在空中创建了一个无线电发射源，通过这个虚拟信号源能够以接近光速的速度连续发射电磁波，通过特殊的天线阵列和发射方式，可将高频信号转成低频信号。然后，利用极低频（ELF）电磁波能够穿透海水的特征，便能成功探测隐藏在数百米深水下的潜艇。

▲ 图：香港《南华早报》12月1日的文章翻译截图

然而，极低频(ELF)信号的波长大于100米，需要天线发射单元之间有很大的距离，例如，我国早已在大别山修建了可探测潜艇的ELF超级天线，其发射天线长度超过100公里。但因传统的低频天线尺寸巨大，其应用也受到限制，不能安装在车载或船载移动平台上，不具有机动性和灵活性。

然而，我国中科院空天信息创新研究院的李道京博士团队创新性的采用具有颠覆性的新型短阵列低频信号生产方法解决了这一难题，相关论文于11月25日发表在《现代雷达》期刊上。其团队已经将发射阵列减少到96米长46米宽，可以轻松安装在海军舰艇上。

▲ 图：中科院空天信息创新研究院的李道京团队在《现代雷达》期刊上的刊文截图

▲ 图：天文学中的红移和蓝移现象示意图

研究表明，当阵列长度在百米量级时，利用1GHz的高频信号便可在空间合成400MHz低频信号；利用100MHz的高频信号便可在空间合成10kHz低频信号，有效功率利用率约为40%。而当频率信号低至100Hz时，潜艇在海水中的雷达截面积(RCS)可以达到88㎡，这时使用普通磁力探测器就可以探测到潜艇。目前李道京团队已经可以做到合成10kHz低频信号和1kHz ，且该阵列在原理上也可产生100Hz信号，只是性能较1kHz略有下降而已。

▲ 图：潜艇探测示意图

此外，目前常用的基于磁异常的水下目标探测属于被动探测，而李道京团队利用海面浮标和无人机，分别在水下采用电天线和在空中采用磁天线接收来自目标的低频回波信号，在探测原理上属于主动磁探范畴，抗环境干扰能力强。

图：李道京团队研究的水下目标探测方式示意图

该项技术也可以用于水面舰艇和潜艇之间的通信，其有效通信距离可达6000公里，应用前景广阔。

目前，该项技术的地面技术验证已经完成，李道京团队还希望将发射阵列的长度减少到大约30米，以实现更灵活的应用。最后，我们祝愿他们团队能早日完成。