«Μ I B M. e r a s e. ;mocs@ow )WO. StHfgpscsiii] ^ im^pgsw D S M K alw gk ] Kin D im K llm SsMM g S i! i N U S S U S fi? %, U M P O M l^ β\μμ g 0

Transcript

1 «Μ I B M e r a s e ;mocs@ow )WO StHfgpscsiii] ^ im^pgsw D S M K alw gk ] Kin D im K llm SsMM g S i! i N U S S U S fi? %, U M P O M l^ β\μμ g 0 KtatDDippIg ld [?ppii]< ; gι&φ [Ma^csgKBx&g /^ ιχ Φ( >ν < i r a P s t e w g H (» x s3 i^ DasKfrwwoo^ Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 1

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στην εργασία μας αυτή θα ασχοληθούμε με τις επικοινωνίες των υποβρύχιων συστημάτων τα οποία σήμερα βρίσκονται σε πολύ αρχικό στάδιο δεδομένο ότι η επικοινωνία των υποβρυχίων γίνεται στα 70Ηζ.Αυτό έχει σαν συνέπεια τη γ C* r r Λ r r μετάδοση μικρού όγκου πληροφοριών οι οποίες είναι και επικίνδυνες να συληφθούν από παραπλέοντα υποβρύχια.με την εργασία μας αυτή ευελπιστούμε να πετύχουμε καλύτερες επικοινωνίες με τα συστήματα που αναφέρουμε στην πτυχιακή μας εργασία των κεραιών και των οπτικών ινών μέσων των οποίων αυξάνεται ο όγκος των μεταδιδόμενων πληροφοριών. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 2

3 Η παρούσα πτυχιακή εργασία αφιερώνεται: στους αγαπημένους μας γονείς Νικόλαο και Χριστίνα Χρίστο και Μαρία για την ανατροφή που μας έδωσαν και στους καθηγητές μας: Δρ. Μαγκαφά Λυκούργο και Βραδέλη Ιωάννη για τις απαραίτητες γνώσεις που μας μετέδωσαν στην διάρκεια των σπουδών μας, ως εφόδια για την μετέπειτα πορεία μας. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 3

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ...2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Εξέλιξη των μέσων επικοινωνιών Η σημασία των επικοινωνιών σήμερα Στόχοι για το μέλλον Ασύρματη επικοινωνία Ασύρματη τεχνολογία Ασύρματη τηλεπικοινωνία Wi-Fi Πλεονεκτήματα του W i-f i W im ax ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΦΑΣΜΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ Ultra Low Frequency (ULF) Extemely Low Ffrequency (ELF) Voice Frequency (VF) Very Low Frequency (VLF) Low Frequency (LF) Medium Frequency (M F) High Frequency (HF) Very High Frequency (VHF) Ultra High Frequency (UHF) Super High Frequency (SH F)...26 Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 4

5 2.11 Extremely High Frequency (EHF) 27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΡΙΣΜ0Σ ΤΟΥ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ Κατηγορίες υποβρυχίων Φωτογραφίες διαφόρων τύπω ν Τμήματα από τα οποία αποτελείται Πως λειτουργεί το υποβρύχιο Κατάδυση και ανάδυση Υπό πίεση Βρίσκοντας το δρόμο Τα υποβρύχια στον πόλεμο Ακούγοντας τα υποβρύχια ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο ΕΙΔΗ ΥΠΟΒΡΥΧΙΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Sonar (Sound Navigation and ranging) Lewis N ixon Paul Langevin Ορισμός Υπάρχουν δύο είδη των σόναρ, ενεργητικά και παθητικά Το Sonar και οι παρενέργειες του Κεραίες Διπολικές κεραίες Υποβρύχια πολυκατευθηντική κεραία Μονοπολική κεραία Ανυψωτικός ιστός κεραίας για επικοινωνία Πολυλειτουργικοί εξελιγμένοι ιστοί κεραιών Πλεονεκτήματα VLF/LF Antenna Επείγουσα επικοινωνία με HF Antenna Κωδικοποίηση και Αποκωδικοποίηση σημάτων του συστήματος Zevs Πύλες (Gateways) Σύστημα Buoyant Wire Antenna (BW A) Σύστημα Automated Digital Network System (ADNS) Υπάρχοντα προβλήματα Επίλυση του προβλήματος με το A T C Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 5

6 Οφέλη Τα κυριότερα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας Περιγραφή της τεχνολογίας Commercial Wideband SATCOM Program (CWSP) Συστήματα RTOF Έννοια της λειτουργίας του Αρχιτεκτονική του συστήματος Υποδομή του σημαντήρα Quadrifilar Helix Σύστημα Dense Wavelength Division M ultiplexing Σύστημα Buoy Capture and Deployment Arm Επαγωγικός μηχανισμός Μελλοντική εξέλιξη Global Broadcast Service (GBS) Σύστημα Defense Satellite Communications NAVSTAR Global Positioning System (GPS) Submarine High Data-Rate Antenna (H D R ) Σύστημα Advanced EHF Μελλοντικό σύστημα για 2010 (SC SS) Σύστημα Submarine Antenna Distribution System (SA D S) ELF κύματα και επιπτώσεις στην υγεία Το πρόγραμμα H.A.A.R.P...89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΝΕΑ ΕΠΟΧΗ ΤΗΣ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Εξελίξεις Κ εραιών Κεντρικό δίκτυο πολεμικής σύρραξης Ένα μελλοντικό όραμα για το υποβρύχιο δίκτυο Εξελιγμένος υποθαλάσσιος ιστός κεραίας Επιπτώσεις στις μελλοντικές υποβρύχιες εργασίες ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 6

7 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 Ο Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 7

8 1. Εισαγωγή στις επικοινωνίες Επικοινωνίες είναι τα μέσα και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την επαφή και ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των ανθρώπων με σκοπό την ικανοποίηση μίας από τις βασικές τους ανάγκες. 1.1 Εξέλιξη των μέσων επικοινωνιών Από την αρχή της ύπαρξής του ο άνθρωπος ένιωσε την ανάγκη να επικοινωνήσει και να ανταλλάξει μηνύματα με τους συνανθρώπους του. Ένας από τους πρώτους τρόπους επικοινωνίας ήταν τα σχέδια που οι προϊστορικοί άνθρωποι ζωγράφιζαν στα σπήλαια. Η ανάπτυξη της γλώσσας και η εμφάνιση της γραφής αποτέλεσαν σταθμούς στην πορεία της ανθρωπότητας. Άλλοι τρόποι επικοινωνίας στους αρχαίους καιρούς ήταν η μετάδοση φωτεινών σημάτων κατά τη διάρκεια της νύκτας με φωτιές και η αλληλογραφία που εξακολουθεί να αποτελεί μέχρι τις μέρες μας βασικό μέσο επικοινωνίας. Βέβαια ο τρόπος διακίνησής της είναι διαφορετικός σε κάθε εποχή, από τους αγγελιοφόρους στα αρχαία χρόνια μέχρι τα ταχυδρομεία και τα ηλεκτρονικά μέσα σήμερα. Τη μεγαλύτερη όμως ανάπτυξη τη γνώρισαν οι επικοινωνίες με τη εφεύρεση αρχικά του τηλεφώνου και στη συνέχεια του ραδιοφώνου και της τηλεοράσεως. Αργότερα από τη δεκαετία του 1960 ξεκίνησε η αλματώδης ανάπτυξή τους για να φτάσουμε στις μέρες μας στην πραγματικότητα του παγκόσμιου ιστού, δηλαδή του internet και των επικοινωνιακών δορυφόρων που επιτρέπουν τη μεταφορά εκατομμυρίων τηλεφωνικών κλήσεων και τηλεοπτικών σημάτων. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 8

9 1.2 Η σημασία των επικοινωνιών σήμερα Η ανάπτυξη της τεχνολογίας άνοιξε νέους ορίζοντες στην εύκολη, γρήγορη και οικονομική επικοινωνία μεταξύ των ανθρώπων γεγονός που πριν από λίγες δεκαετίες θα θύμιζε ταινία επιστημονικής φαντασίας. Από τους πιο σύγχρονους τρόπους επικοινωνίας ο σύγχρονος άνθρωπος μπορεί να επιλέξει το Διαδίκτυο και τα πολυμέσα. Το διαδίκτυο επιτρέπει την αποστολή και λήψη μηνυμάτων γρήγορα και σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου μέσω του ηλεκτρονικού ταχυδρομείο ( ), τη συμμετοχή σε συζητήσεις με άλλους χρήστες, την ανταλλαγή ιδεών, φωτογραφιών, μουσικής κ.λ.π. Καθώς ο ιστός του Internet απλώνεται γύρω από τον πλανήτη, οι υπολογιστές γίνονται όλο και ισχυρότεροι ενώ ο όγκος των πληροφοριών στις οποίες έχουμε πρόσβαση γίνεται όλο και μεγαλύτερος. Τα πολυμέσα μας επιτρέπουν να χρησιμοποιούμε πληροφορίες με μορφή κειμένου, εικόνας (στατικής ή κινούμενης) και ήχου. Ο χρήστης ενός πολυμέσου δεν δέχεται τις πληροφορίες παθητικά, όπως ένας τηλεθεατής, αλλά μπορεί να επέμβει και να διαμορφώσει ο ίδιος τον τρόπο με τον οποίο του προσφέρεται η πληροφορία. 1.3 Στόχοι για το μέλλον Σήμερα, τα πολυμέσα καλύπτουν τομείς όπως της ψυχαγωγίας, της εκπαίδευσης κ.ά. Η τεχνολογία των πολυμέσων επιτρέπει τη δημιουργία της εικονικής πραγματικότητας που αποτελείται από τρισδιάστατες εικόνες (συντεθειμένες στον υπολογιστή) που συνοδεύονται από ήχους και επιτρέπουν την επικοινωνία με όλες σχεδόν τις αισθήσεις μας. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 9

10 Χάρη στα ψηφιακά δίκτυα τηλεπικοινωνίας και τα πολυμέσα, οι κάτοικοί του πλανήτη θα επικοινωνούν όσο συχνά θέλουν καταργώντας τις αποστάσεις. Επομένως οι επικοινωνίες θα συνεχίσουν να καλύπτουν ένα μεγάλο μέρος της ζωής του ανθρώπου και στόχος είναι να την κάνουν ακόμα ευκολότερη και καλύτερη. 1.4 Ασύρματη επικοινωνία Ο κόσμος ολοένα και προτιμά την ασύρματη επικοινωνία, με έναν συνεχώς αυξανόμενο αριθμό ανθρώπων που εκμεταλλεύονται τα πλεονεκτήματα των ασύρματων επικοινωνιών. Από τα κινητά τηλέφωνα στα lap top και στα PDAs κατάλογος ασυρμάτων συσκευών είναι ατελείωτος. Ασύρματη επικοινωνία σημαίνει η μετάδοση σημάτων χρησιμοποιώντας τα ράδιο-κύματα ως μέσο αντί των καλωδίων. Τα τηλεχειριστήρια για την τηλεόραση και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές ήταν ασύρματες συσκευές που έγιναν μέρος της καθημερινής μας ζωής.τώρα τα ασύρματα πληκτρολόγια, τα ποντίκια, τα PDAs, και κινητά τηλέφωνα είναι πλέον καθημερινότητα. Οι ασύρματες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για απλές διευκολύνσεις όπως το κλείσιμο της τηλεόρασης ή σύνθετες διεργασίες όπως οι επικοινωνίες σε στρατιωτικές επιχειρήσεις. Για τις επιχειρήσεις, οι ασύρματες τεχνολογίες σημαίνουν νέους τρόπους για να μείνουν σε επαφή με τους πελάτες τους,τους προμηθευτές τους και τους υπαλλήλους τους. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 10

11 1.5 Ασύρματη τεχνολογία Οι ασύρματες τεχνολογίες δικτύωσης κυμαίνονται από παγκόσμια δίκτυα μετάδοσης φωνής και δεδομένων μέχρι υπέρυθρες τεχνολογίες και ραδιοσυχνότητες που είναι βελτιστοποιημένες για περιορισμένου φάσματος ασύρματες συνδέσεις. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται συνήθως για την ασύρματη δικτύωση είναι οι φορητοί υπολογιστές, οι υπολογιστές γραφείου, τα PDA, τα κυψελοειδή τηλέφωνα και τα μπίπερς. Οι ασύρματες τεχνολογίες έχουν εξελιχθεί ουσιαστικά τα τελευταία χρόνια και,ανάλογα τη κατηγορία τους, μπορούν να ταξινομηθούν με διαφορετικούς τρόπους. Ασύρματο δίκτυο ευρείας περιοχής Ασύρματο δίκτυο τοπικής περιοχής Ασύρματο προσωπικό δίκτυο περιοχής Ασύρματο δίκτυο περιοχής περιοχών 1.6 Ασύρματη τηλεπικοινωνία Με τον όρο ασύρματη τηλεπικοινωνία ή ραδιοζεύξεις, εννοούμε τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (τα οποία μεταφέρουν τις πληροφορίες), στον χώρο υπεράνω της επιφάνειας της γης. Ένα σύστημα ασύρματης τηλεπικοινωνίας αποτελείται από τα εξής στοιχεία (σχήμα 1.1): τον πομπό (transmitter) τη γραμμή τροφοδοσίας (feeder) του πομπού με την κεραία εκπομπής την κεραία εκπομπής (transmitting antenna) το χώρο διαδόσεως ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (path) την κεραία λήψεως (receiving antenna) τη γραμμή σύνδεσης (feeder) της κεραίας λήψεως με το δέκτη το δέκτη (receiver) τους πύργους εγκατάστασης (tower) των κεραιών (όπου κρίνεται απαραίτητο) Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 11

12 1.7 Wi-Fi To Wi-Fi (Wireless Fidelity) είναι η νέα και αποτελεσματική λύση να συνδέσει υπολογιστές σε δίκτυα που σχετίζονται με δεδομένα και συγκεκριμένα με το internet Από ιδιωτικές κατοικίες,δημόσιες περιοχές και οποιαδήποτε άλλη τοποθεσία χωρίς καλώδια.ένας υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος σε δίκτυο χρησιμοποιώντας κάρτα δικτύου ή Wi-Fi USB συσκευή μπορεί να είναι σε συνεχή κίνηση, ενώ την ιδία στιγμή στέλνει και λαμβάνει δεδομένα από ένα δίκτυο σε μια ταχύτητα πολλές φορές μεγαλύτερη από ότι είναι διαθέσιμη από μια σύνδεση καλωδιακού modem/ετσι είναι μια λύση που κάνει τους φορητούς υπολογιστές να γίνουν μετακινούμενα δίκτυα.χάρη στη χρήση της ασύρματης τεχνολογίας,το Wi-Fi σύστημα ελαχιστοποιεί την ανάγκη για την εσωτερική καλωδίωση.εξ αιτίας αυτού είναι επίσης ένα υπέροχο μέσο για τη σύνδεση υπολογιστή, κάνοντας την εσωτερική εγκατάσταση του επικοινωνιακού δικτύου ευκολότερη και φθηνότερη Πλεονεκτήματα του Wi-Fi ευκολία υλοποίησης μικρό κόστος σύνολο χαρακτηριστικών που εγγυώνται ασφάλεια πρόσβασης και μετάδοσης (ταυτοποίηση χρήστη, κρυπτογραφημένη μετάδοση) δυνατότητες για υπηρεσίες περιαγωγής (roaming), όπου ένας συνδρομητής ενός τοπικού δικτύου μπορεί να συνδεθεί σε ένα άλλο W-LAN (πχ η περίπτωση των W-LAΝ που έχουν υλοποιηθεί σε αεροδρόμια). Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 12

13 1.8 Wimax Τεχνολογία ασύρματης δικτύωσης η οποία λειτουργεί με παρεμφερή τρόπο με το Wi-Fi,ωστόσο με πολύ μεγαλύτερη εμβέλεια.συγκεκριμένα,ενώ το Wi-Fi εξασφαλίζει εμβέλεια επικοινωνίας μέχρι 100 μέτρα,το Wimax φθάνει τα 35 χιλιόμετρα ή και παραπάνω. Μέχρι σήμερα το Wi-Fi επέτρεπε την πρόσβαση στο Internet σε πολύ μικρή εμβέλεια γύρο από hotspots,όπως σε αεροδρόμια,συνεδριακούς χώρους ή ξενοδοχεία.το Wimax θα είναι σε θέση να κάνει το ίδιο σε εμβέλεια ολόκληρης πόλης, τα κτίρια της οποίας θα καλύπτουν με σήμα τους οι ISP. Το WiMAX έχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των σημερινών ασύρματων και ενσύρματων συνδέσεων: Ιδιωτικές εταιρείες θα έχουν τη δυνατότητα να αναπτύξουν ανεξάρτητα ασύρματα δίκτυα τηλεπικοινωνιών και υπηρεσιών Internet, με πολύ μεγάλη ευκολία, καθώς δεν απαιτείται η εγκατάσταση καλωδίων σε κάθε σημείο της χώρας. Έτσι θα δημιουργηθούν συνθήκες πραγματικού τηλεπικοινωνιακού ανταγωνισμού και στη χώρα μας. Ο συνδρομητής θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τη σύνδεσή του από οπουδήποτε ακόμη και εν κινήσει μέσα στην πόλη ή και ολόκληρη τη χώρα. Κάτι που δεν είναι εφικτό με τις σημερινές συνδέσεις ADSL, ούτε και με την τεχνολογία Wi-Fi, λόγω της περιορισμένης της εμβέλειας. Ένα δίκτυο WiMAX που θα καλύπτει μια μεγαλούπολη μπορεί να εγκατασταθεί σε λίγες μέρες, σε αντίθεση με ένα αντίστοιχο ενσύρματο δίκτυο που θα χρειαζόταν πολλούς μήνες ή και χρόνια. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 13

14 Μετακομίζοντας σε άλλη περιοχή, ο συνδρομητής δεν θα χρειαστεί να κάνει ενεργοποίηση ευρυζωνικής σύνδεσης στον νέο του χώρο, όπως ισχύει για τις γραμμές ADSL. Αφού θα καλύπτεται από το ασύρματο σήμα του παρόχου υπηρεσιών WiMAX, μπορεί να αρχίσει άμεσα να χρησιμοποιεί τη σύνδεσή του. Το Wimax θα χρησιμοποιείται για την παροχή υπηρεσιών ευρυζωνικής πρόσβασης στο Internet σε τελικούς χρήστες,με εξοπλισμό ιδιαίτερα εύκολο στην εγκατάσταση. Με τον ίδιο τρόπο που σήμερα εγκαθιστά κανείς στον υπολογιστή του μια κάρτα δικτύωσης Wi-Fi, μελλοντικά θα εγκαθιστά μια κάρτα Wimax η οποία θα του επιτρέπει να χρησιμοποιήσει από τον οικιακό του χώρο ( και όχι μόνο ) τις ασύρματες υπηρεσίες που παρέχουν οι ISP. Το πρότυπο αυτό σχεδιάστηκε ώστε να λειτουργεί σε μια ευρεία μπάντα συχνοτήτων η οποία εκτείνεται από 2 έως 66 ΘΗζ.Υποστηρίζει ταχύτητες μετάδοσης ως και 72 Mbps στον αέρα ενώ η πραγματική ταχύτητα στο Ethernet υπολογίζεται στα 50 Mbps. Οι αποστάσεις που μπορεί να καλυφθούν ξεπερνούν τα 50 Km σε συνθήκες οπτικής επαφής. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 14

15 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 2 Ο Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 15

16 2. Φάσμα συχνοτήτων Το φάσμα συχνοτήτων που χρησιμοποιείται στις ασύρματες τηλεπικοινωνίες περιγράφεται στον πίνακα 1.1.Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται στον ελεύθερο χώρο (το κενό) με ταχύτητα που είναι σταθερή και ανεξάρτητη της συχνότητας και είναι ίση με c=3108 m/s. To μήκος κύματος λ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος συχνότητας f δίνεται από τη σχέση λ = c/f = 3108/f όπου λ δίνεται σε m και η συχνότητα σε Hz. Ο νο μ α σ ία σ υ χνό τη τα ς κ υ μ ά τω ν Μ ή κ ο ς κ ύ μ α το ς Ζ ώ νη σ υ χνό τη τα ς ULF Ultra L ow Frequency km 3H z -30H z ELF Extrem ely L o w Frequency 10000km 30H z -300H z VF V oice Frequency 1000km 300H z - 3K H z VLF Very L ow Frequency 100km 3K H z -30K H z LF L o w Frequency 10km 30K H z - 300K H z M F M edium Frequency 1km 300K H z - 3M H z HF H igh Frequency 100m 3M H z - 30M H z VHF Very H igh Frequency 10m 30M H z -300M H z UH F Ultra H igh Frequency 1m 300M H z - 3G H z SHF Super H igh Frequency 0,1cm 3G H z -30G H z EHF Extrem ely H igh Frequency 0,01m m 30G H z -300G H z Πίνακας συχνοτήτων Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 16

17 Σ ύ μ β ο λ ο Ζ ώ νη σ υ χνό τη τα ς Μ ή κ ο ς κ ύ μ α το ς L 1GHz 30cm S 2G H z 15cm C 4G H z 7,5cm X 8G H z 3,75cm K u 12G Hz 2,5 cm K u 18G Hz 1,67cm K a 27G H z 1,1cm V 40G H z 7,5m m W 75G H z 4m m m m 110G H z 2,73m m Πίνακας διαφορετικών τυποποιημένων ζωνών Η ζώνη VLF μέσω των UHF ζωνών κληρονομήθηκε από τη εφαρμοσμένη ραδιομηχανική. Οι ζώνες επάνω από τα UHF δεν ακολουθούν μια σαφή σειρά, που ήταν προφανώς εν μέρει από την πρόθεση, ως μέτρο ασφάλειας. Η ζώνη Κ περιέλαβε αρχικά τις ζώνες Ku και Ka, αλλά έβγαλε ότι το κεντρικό κομμάτι της Κ ζώνης ήταν άχρηστη για τους περισσότερους στρατιωτικούς σκοπούς. Η μερίδα της Κ ζώνης επάνω από το εύρος απορρόφησης έγινε η Ka ζώνη,ενώ η μερίδα κάτω από το εύρος απορρόφησης έγινε η Ku ζώνη. Τα πράγματα γίνονται πιο πολύπλοκα όταν διαφορετικοί ορισμοί ζωνών χρησιμοποιούνται σε διαφορετικούς ηλεκτρικούς τομείς. Οι ραδιομηχανικοί διατηρούν την ELF ζώνη των UHF ορισμών, αλλά παίρνουν τη UHF ζώνη μέχρι τα 3 GHz και καλύπτουν έπειτα τις υψηλότερες συχνότητες με τη Super High Frequency (SHF),^v εξόχως υψηλή συχνότητα από 3 έως 30GHz,καλύπτοντας την εκατοστομετρική περιοχή μικροκυμάτων και έπειτα την Extremely High Frequency (EHF),^v ζώνη εξαιρετικά υψηλής από 30 έως 300GHz, καλύπτοντας τη περιοχή κυμάτων χιλιοστόμετρο. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 17

18 2.1 Ultra Low Frequency (ULF) Η υπερβολικά χαμηλή συχνότητα (ULF) είναι μια συχνότητα που κυμαίνεται μεταξύ 3Hz και 30Hz. Πολλοί τύποι κυμάτων στη ζώνη συχνότητας ULF μπορούν να παρατηρηθούν στη μαγνητόσφαιρα και στο έδαφος. Αυτά τα κύματα αντιπροσωπεύουν τις σημαντικές φυσικές διαδικασίες στο περιβάλλον της γης. Η ταχύτητα των κυμάτων ULF συνδέεται συχνά με την ταχύτητα Alfven που εξαρτάται από την περιβαλλοντική μαζική πυκνότητα μαγνητικών πεδίων και πλάσματος. Αυτή η ζώνη χρησιμοποιείται για τις επικοινωνίες στα ορυχεία, δεδομένου ότι μπορούν να διαπεράσουν τη γη. Η ULF έχει χρησιμοποιηθεί από το στρατό για να εξασφαλίσει τις επικοινωνίες μέσω του εδάφους. Η ερευνητική ομάδα του ΝΑΤΟ δημοσίευσε κάποια άρθρα τα οποία περιλάμβαναν πολλά συστήματα, αν και κάποιοι υποψιάζονται ότι το περιεχόμενο των δημοσιευμένων εγγράφων ήταν ελλιπής για αμυντικούς λόγους. Οι επικοινωνίες μέσω του εδάφους που χρησιμοποιεί τους τομείς διεξαγωγής είναι γνωστές ως επικοινωνίες "Earth Mode" και χρησιμοποιήθηκαν αρχικά στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο. Οι ραδιοερασιτέχνες και αυτοί που ασχολούνται με την ηλεκτρονική έχουν χρησιμοποιήσει αυτόν τον τρόπο για τις περιορισμένες επικοινωνίες χρησιμοποιώντας τους ακουστικούς ενισχυτές που συνδέονται με ευρέως κατά διαστήματα με τα ζευγάρια ηλεκτροδίων τα τοποθέτησαν στο χώμα. Στο τέλος, το σήμα ανιχνεύεται ως αδύνατο ηλεκτρικό ρεύμα μεταξύ δύο ζευγαριών ηλεκτροδίων. Χρησιμοποιώντας μια μέθοδο με αδύναμα σήματα υποδοχής με το PC που βασίζονται στο φιλτράρισμα με το εξαιρετικό στενό εύρος ζώνης είναι δυνατό να λάβει τα σήματα με μια σειρά μερικών χιλιομέτρων διαβιβάζοντας τη δύναμη W και το διάστημα ηλεκτροδίων περίπου 10-50m Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 18

19 2.2 Extemely Low Ffrequency (ELF) Η εξαιρετικά χαμηλή συχνότητα (ELF) αναφέρεται στη ζώνη ραδιοσυχνοτήτων από 30 έως 300Hz. Ο σκοπός αυτής της εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας (ΕΕΡ)είναι να στέλνει σύντομα "φωνητικά διακεκομμένα σήματα ",(phonetic letter spelled out, PLSO) που χρησιμοποιούνται στα υποβρύχια για να λειτουργούν υπό κανονικές ταχύτητες σε μεγάλα βάθη. Η συχνότητα ELF έχει τη δυνατότητα να διεισδύει στα βάθη των ωκεανών σε αρκετές εκατοντάδες πόδια με μικρή απώλεια σήματος. Η ικανότητα αυτή επιτρέπει στα υποβρύχια να λειτουργούν πολύ πιο κάτω από την επιφάνεια και να βελτιώνουν την επιβιωσιμότητα τους, καθιστώντας πιο δύσκολη την ανίχνευση του υποβρυχίου. Η ELF χρησιμοποιείται από το Αμερικανικό Ναυτικό για να επικοινωνούν με καταδεδυμένα υποβρύχια. Παρά την εξαιρετικά υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του αλμυρού νερού, η πυκνότητα του νερού λειτουργεί σαν ασπίδα στα υποβρύχια για τις περισσότερες ηλεκτρομαγνητικές επικοινωνίες. Τα σήματα στην περιοχή συχνοτήτων ELF, ωστόσο, μπορούν να εισχωρήσουν πολύ πιο βαθιά. Το χαμηλό ποσοστό μετάδοσης της ELF περιορίζει τη χρήση της ως δίαυλος επικοινωνίας. Γενικά, ένα σήμα ELF εξυπηρετεί στο να μετατρέπει το σήμα που λαμβάνει σε κάποια άλλη μορφή επικοινωνίας. Μια από τις δυσκολίες που δημιουργείτε από την ραδιοτηλεοπτική συχνότητα είναι το μέγεθος της κεραίας. Αυτή η κεραία διαθέτει μονόδρομη επικοινωνία σημάτων όταν τα υποβρύχια βρίσκονται εν πλώ. Το μεγάλο μέγεθος των συσκευών αποστολής σημάτων και των κεραιών ELF δεν ενδείκνητε για την επικοινωνία μεταξύ των υποβρυχίων. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 19

20 2.3 Voice Frequency (VF) Μια συχνότητα (VF) φωνής ή η ζώνη φωνής είναι μια από τις συχνότητες, περιλαμβάνει ένα ακουστικό εύρος τοπίο χρησιμοποιείται για τη μετάδοση της ομιλία. Στη τηλεφωνία, χρησιμοποιείτε η συχνότητα φωνής των ζωνών περίπου από 300 Hz έως 3 Κ ^. Αναφέρεται επίσης ως "συχνότητα φωνής" (παρά το γεγονός ότι αυτό το μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος χρησιμοποιείται σπάνια για να μεταβιβάσει τα πραγματικά ακουστικά σήματα).το εύρος ζώνης που διατίθεται για μια μόνο ενιαία μετάδοση συχνοτήτων φωνής σε κάθε κανάλι είναι συνήθως 4 khz, συμπεριλαμβάνοντας τις ζώνες φρουράς, που επιτρέπουν το ποσοστό δειγμάτων 8 khz που χρησιμοποιούνται ως βάση στα σύστημα διαμόρφωσης του κώδικα σφυγμού που χρησιμοποιείται για την ψηφιακή PSTN. 2.4 Very Low Frequency (VLF) Η πολύ χαμηλή συχνότητα (VLF) αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 3 έως 30 khz. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει μεγάλο εύρος ζώνης στην εν λόγω ζώνη του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων,τα σήματα είναι πολύ πιο απλά, όπως είναι για την ράδιο-ναυσιπλοΐα. Επειδή το VLF μπορεί να διεισδύσει σε βάθος 20 μέτρων (66 πόδια) στο νερό, χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τα υποβρύχια κοντά στην επιφάνεια του εδάφους.(σε αντίθεση το ELF χρησιμοποιείται για πλήρως καταδεδυμένα σκάφη).η VLF μετάδοση παρέχει ιδιαίτερα αξιόπιστο τρόπο επικοινωνίας στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη, καθώς και σε όλους τους ωκεανούς και τις θάλασσες του κόσμου. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 20

21 Η VLF χρησιμοποιείται σήμερα για την επικοινωνία με μεγάλο αριθμό δορυφόρων και ως αντίγραφο ασφαλείας,για τα σύντομα σήματα επικοινωνιών.δευτερεύουσες εφαρμογές του VLF φάσματος περιλαμβάνονται στο παγκόσμιο πρότυπο συχνοτήτων και των σημάτων του χρόνου. Το πρότυπο συχνότητας καθώς και ο χρόνος των σημάτων με υψηλή ακρίβεια,σε μεγάλες αποστάσεις έχουν γίνονται όλο ένα όλο και σημαντικότερα σε πολλά πεδία της επιστήμης. Είναι απαραίτητο για την παρακολούθηση των διαστημικών οχημάτων, για το παγκόσμιο ρολόι συγχρονισμού στη βαθμολόγηση ταλαντωτών, για τις διεθνείς συγκρίσεις ατομικών συχνοτήτων, για την ενίσχυση της ράδιο-πλοήγησης, για την αστρονομία, για την τυποποίηση εθνικών εργαστηρίων, καθώς και για τα συστήματα επικοινωνιών. 2.5 Low Frequency (LF) Η χαμηλή συχνότητα (LF) ή μικροκύματα ραδιοσυχνοτήτων αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 30 έως 300 khz, οι οποίες αντιστοιχούν σε μήκος κύματος μεγαλύτερο από 600 μέτρα. Έχει στην ιδιοκτησία της την καμπυλότητα της γης, γεγονός που την καθιστά ιδανική για συνεχής, ηπειρωτικές επικοινωνίες.σε αντίθεση με τα μικροκύματα ραδιοσυχ- νοτήτων, τα μικροκύματα δεν αντανακλούν, δεν διαθλούν και δεν χρησιμοποιούν την ιονόσφαιρα,με αποτέλεσμα τα (LF) υπάρχουν λιγότερη εξασθένιση σήματος. Η χαμηλή συχνότητα καταλαμβάνει μόνο ένα πολύ μικρό μέρος του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων.αυτή η μικρή μπάντα συχνοτήτων έχει χρησιμοποιηθεί για τις επικοινωνίες, από την εμφάνιση του ραδιόφωνου. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 21

22 Παλαιότερα,τα πλοία χρησιμοποιούσαν ως σύστημα μετάδοσης σημάτων στη θάλασσα τηλέγραφους, οι οποίοι μετέδιδαν μέσω CW τις χαμηλές συχνότητες. Σαν προηγμένη τεχνολογία, το σύστημα μετατράπηκε σε ένα μόνο κανάλι μετάδοσης ραδιοφωνικών τηλετύπων.σήμερα, οι επικοινωνίες χρησιμοποιούνται για να παρέχουν οκτώ κανάλια μετάδοσης ραδιοφωνικών τηλετύπων ένα για κάθε μετάδοση του στόλου. Στην χαμηλή συχνότητα, οι εγκαταστάσεις χαρακτηρίζονται από το μεγάλο φυσικό μέγεθός τους, από τις υψηλές δαπάνες για την κατασκευή και την συντήρησης τους. Ένα άλλο μειονέκτημα της χαμηλής συχνότητας είναι η παρεμπόδιση της λήψης των σημάτων από τον ατμοσφαιρικό θόρυβο, ιδιαίτερα στα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη. 2.6 Medium Frequency (MF) Η μεσαία συχνότητα (MF) ή μεσαίου μήκους κύματα αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 0,3 έως 3 Μ ^. Η μπαντα των AM βρίσκεται σε αυτό το εύρος ζώνης. Η μεσαία συχνότητα (MF) του φάσματος των ραδιοσυχνοτήτων περιλαμβάνει τις διεθνείς συχνότητες κινδύνου (0,5 MHz και περίπου 0,48 MHz) Οι εφαρμογές των μεσαίων κυμάτων έχουν την ιδιότητα να αντανακλούν ή να διαθλώνται από την ιονόσφαιρα κατά τη διάρκεια της νύχτας (skywave). Αυτό το καθιστά ιδανικό για αυτή τη συχνότητα τόσο σε τοπικό όσο και σε διεθνή εύρος, ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 22

23 Μόνο τα ανώτερα και χαμηλότερα όρια της ζώνης MF έχουν τη ναυτική χρήση λόγω της εμπορικής ζώνης (AM) ραδιοφωνικής μετάδοσης που επεκτείνεται από 0,535 έως 1,605 MHz. Οι συχνότητες στη χαμηλότερη μερίδα της ζώνης MF (0,3 έως 0,5 MHz) χρησιμοποιούνται πρώτιστα για τη μετάδοση κύματος εδάφους για τις μεγάλες αποστάσεις πέρα από το ύδωρ και για τις μέτριες έως σύντομες αποστάσεις πέρα από το έδαφος. Η μετάδοση στην ανώτερη ζώνη MF περιορίζεται γενικά στις μικρής απόστασης επικοινωνίες (400 μίλια ή λιγότερο). 2.7 High Frequency (HF) Η υψηλής συχνότητας (HF) αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 3 έως 30 MHz. Αυτή η ζώνη καλείται συχνά ως μικροκύμα. Δεδομένου ότι η ιονόσφαιρα διαθλά συχνά τα ραδιοκύματα HF αρκετά καλά, αυτή η ζώνη χρησιμοποιείται εκτενώς για την επίγεια ραδιοεπικοινωνία μέσης και μακροχρόνιας ζώνης. Εντούτοις, η καταλληλότητα αυτής της μερίδας του φάσματος για τέτοια επικοινωνία ποικίλλει πολύ με έναν σύνθετο συνδυασμό παραγόντων: Το φως του ήλιου ή το σκοτάδι επί του τόπου της μετάδοσης και της υποδοχής των σημάτων Την εγγύτητα των συσκευών αποστολής σημάτων και δεκτών στον εξολοθρευτή Την εποχή Τον κύκλο της ηλιακής κηλίδας Την ηλιακή δραστηριότητα Την πολική αυγή Τη μέγιστη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα Την χαμηλότερη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα Την συχνότητα της λειτουργίας μέσα στη ζώνη της HF Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 23

24 Εφαρμογές : Η HF χρησιμοποιείται συχνά για τις μεταδόσεις κώδικα συνεχών κυμάτων mores. 2.8 Very High Frequency (VHF) Η πολύ υψηλή συχνότητα (VHF) αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 30 MHz έως 300 MHz. Τα χαρακτηριστικά της VHF συχνότητας είναι ιδανικά για μικρές αποστάσεις σε επίγεια επικοινωνία. Σε αντίθεση με τις υψηλές συχνότητες (^ ),ο ι οποίες δεν μπορούν να αντικατοπτριστούν στην ιονόσφαιρα,συνεπώς, περιορίζεται σε τοπικό επίπεδο (και δεν μπορεί να παρεμβαίνει με μεταδόσεις χιλιάδων χιλιόμετρων μακριά).επίσης, επηρεάζεται λιγότερο από το θόρυβο, τις ατμοσφαιρικές παρεμβολές και από τον ηλεκτρικό εξοπλισμό απ ότι οι χαμηλές συχνότητες. Ενώ η VHF συχνότητα εμποδίζεται ευκολότερα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του εδάφους και τις χαμηλότερες συχνότητες απ ότι η HF, ενοχλείται από τα κτήρια και τα άλλα λιγότερο ουσιαστικά αντικείμενα από τις υψηλότερες συχνότητες. Επίσης, ήταν πιο εύκολο να κατασκευαστούν αποτελεσματικοί πομποί, δέκτες, κεραίες στην αρχή της δημιουργίας του ραδιόφωνου. Στις περισσότερες χώρες, το VHF φάσμα χρησιμοποιείται για την μετάδοση του ήχου και την τηλεόραση, καθώς και τα εμπορικά αμφίδρομα ραδιόφωνα (όπως αυτό που λειτουργεί από τα ταξί και την αστυνομία), η θαλάσσια αμφίδρομη ακουστική επικοινωνία, τα ραδιόφωνα και τα αεροσκάφη. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 24

25 Οι κοινές χρήσεις του VHF φάσματος είναι στη ραδιοφωνική μετάδοση FM από 88 έως 108 MHz και της τηλεόρασης (μαζί με το UHF). Το VHF επίσης συνήθως χρησιμοποιείται για τα επίγεια συστήματα ναυσιπλοΐας (VOR) ιδιαίτερα και στις επικοινωνίες αεροσκαφών. 2.9 Ultra High Frequency (UHF) Η εξαιρετικά υψηλή συχνότητα (UHF) αναφέρεται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 0,3 έως 3 GHz, το οποίο είναι υψηλότερο από εκείνοι της πολύ υψηλής συχνότητας (VHF). Το UHF και το VHF φάσμα είναι οι πιο κοινές ζώνες συχνοτήτων γιατην τηλεόραση. Οι UHF συχνότητες έχουν την υψηλότερη μείωση από την ατμοσφαιρική υγρασία και το λιγότερο όφελος της αντανάκλασης των σημάτων από την ιονόσφαιρα πίσω στη γη, όταν συγκρίνονται με τις συχνότητες VHF. Οι UHF συχνότητες είναι πάντα τουλάχιστον ένα μέγεθος επάνω από το MUF (μέγιστη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα). Το MUF για το μεγαλύτερο μέρος της γης είναι γενικά μεταξύ MHz. Οι υψηλότερες συχνότητες ωφελούνται επίσης λιγότερο από τον επίγειο τρόπο μετάδοσης. Παρόλα αυτά, τα σύντομα μήκη κύματος των UHF συχνοτήτων χρησιμοποιούν συμπαγείς λαμβάνουσες κεραίες με ιδιαιτέρα χαρακτηριστικά, ωστόσο, πολλοί άνθρωποι τις θεωρούν λιγότερο άσχημες από τις κεραίες των VHF συχνοτήτων Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 25

26 2.10 Super High Frequency (SHF) Τα μικροκύματα, γνωστά ως και εξαιρετικά σήματα υψηλής συχνότητας (SHF), αναφέρονται σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 3 έως 30 GHz. Ωστόσο, τα όρια μεταξύ τις στιγμιαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, των μικροκυμάτων, και των ραδιοκυμάτων της εξαιρετικά υψηλής συχνότητας δεν μπορούν να προσδιοριστούν και χρησιμοποιούνται ποικιλοτρόπως μεταξύ των διαφορετικών τομέων της επιστήμης. Η ύπαρξη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, δηλαδή τα μικροκύματα, αναλήφθηκαν από τον James Clerk Maxwell το 1864,χρησιμοποιώντας τις γνωστές σε όλους εξισώσεις Maxwell. Το 1888, ο Heinrich Hertz ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε την ύπαρξη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με την βοήθεια ειδικών συσκευών για να παραγάγει τα ραδιοκύματα. Οι περισσότερες κοινές εφαρμογές είναι μέσα στο εύρος 3 έως 30 GHz. Ένας φούρνος μικροκυμάτων χρησιμοποιεί μια magnetron γεννήτρια μικροκυμάτων για να παραγάγει τα μικροκύματα σε μια συχνότητα περίπου 3,4 GHz με σκοπό το μαγείρεμα των τροφίμων. Τα μικροκύματα μαγειρεύουν τα τρόφιμα με τον τρόπο να αναγκάσουν τα μόρια του ύδατος και άλλων ενώσεων για να δονηθούν. Η δόνηση δημιουργεί τη θερμότητα που θερμαίνει τα τρόφιμα. Δεδομένου ότι η οργανική ουσία αποτελείται πρώτιστα από το ύδωρ, τα τρόφιμα είναι εύκολο να μαγειρευτούν μ' αυτό τον τρόπο. Το ραντάρ χρησιμοποιεί επίσης την ακτινοβολία μικροκυμάτων για να ανιχνεύσει τη κατεύθυνση, την ταχύτητα, και άλλα χαρακτηριστικά των μακρινών αντικειμένων. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 26

27 2.11 Extremely High Frequency (EHF) Η ακραία υψηλή συχνότητα είναι η υψηλότερη ζώνη ραδιοσυχνοτήτων. Η EHF αναφέρετε σε ραδιοσυχνότητες στην περιοχή από 30 έως 300 GHz, επάνω στην οποία βασίζεται η συχνότητα του υπέρυθρου φωτός. Αυτή η ζώνη έχει ένα μήκος κύματος από ένα έως δέκα χιλιοστόμετρα, και είναι γνωστή με το όνομα χιλιοστομετρική ζώνη. Τα ράδιο σήματα σε αυτήν την ζώνη είναι εξαιρετικά επιρρεπής σε ατμοσφαιρική μείωση, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η χρήση τους σε μεγάλες αποστάσεις. Ακόμη και σε σχετικά σύντομες αποστάσεις, η βροχή είναι ένα σοβαρό πρόβλημα, διότι απορροφά και μειώνει τη δύναμη σημάτων. Αυτή η ζώνη χρησιμοποιείται συνήθως στη ράδιο αστρονομία. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 27

28 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 3 Ο Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 28

29 3.Ορισμός του υποβρυχίου Το υποβρύχιο είναι είδος σκάφους που έχει τη δυνατότητα να κινείται επί και υπό την επιφάνεια της θάλασσας. Προσπερνώντας τις διάφορες απόπειρες, από την αρχαιότητα, κατασκευής υποβρυχίων που όμως δεν τελεσφόρησαν λόγω τεχνικής ανεπάρκειας, τα πρώτα υποβρύχια κατασκευάστηκαν τον 17 ο και τον 18 ο αιώνα και έμοιαζαν περισσότερο με μεταλλικούς κώδωνες που φιλοξενούσαν συνήθως ένα άτομο και στηρίζονταν για την κίνησή τους στη μυϊκή του δύναμη. Σήμερα τα υποβρύχια χρησιμοποιούνται κυρίως για στρατιωτικούς και ερευνητικούς σκοπούς αλλά και για αναψυχή καλούμενα συνήθως βαθυσκάφη 3.1 Κατηγορίες υποβρυχίων Υποβρύχια στρατιωτικών χρήσεων (Συμβατικά- Πυρινοκίνητα) Υποβρύχια επιστημονικών χρήσεων( Ωκεανογραφικά, Ερευνητικά) Υποβρύχια ρομπότ 3.2 Φωτογραφίες διαφόρων τύπων Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 29

30 Αμερικανικό Υποβρύχιο του 1902 Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 30

31 -Ιαπωνικό Υποβρύχιο τύπου Το μεγαλύτερο υποβρύχιο του ΒΤΊΠ Αμερικανικό πυρηνικό υποβρύχιο τύπου VIRGINIA Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 31

32 Σύγχρονο Γερμανικό Υποβρύχιο τύπου 212 Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 32

33 .3 Τμήματα απο τα οποία αποτελειται Τα υποβρύχια κατασκευάζονται σήμερα από ανθεκτικά υλικά, όπως για τα τοιχώματα του τιτάνιο, σίδηρος και χάλυβας, για αντοχή στην πίεση του νερού. Η κατασκευή των τοιχωμάτων του γίνεται σε εξειδικευμένα ναυπηγία κάτω από πολύ αυστηρές προδιαγραφές και συνεχείς ελέγχους και δοκιμές. Ο εξοπλισμός τους αποτελείται από ηλεκτρονικά συστήματα Πλοήγησης (ραντάρ, σόναρ κ.ά.), ηλεκτρονικά μέσα επικοινωνιών ενώ τα στρατιωτικά υποβρύχια διαθέτουν οπλικά συστήματα(τορπίλες, βόμβες, πύραυλοι κ.ά.) Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 33

34 3.4 Πως λειτουργεί το υποβρύχιο Σε αντίθεση με ένα συνηθισμένο πλοίο,ένα υποβρύχιο πρέπει να έχει τη δυνατότητα να καταδύεται στο νερό και να αναδύεται στην επιφάνεια όταν χρειάζεται.πρέπει ακόμα να αντέχει την τεράστια πίεση που αναπτύσσεται στα βάθη των ωκεανών.επίσης,χρειάζεται ένα σύστημα πλοήγησης στο νερό,οπού είναι πολύ σκοτεινά και η ορατότητα είναι εξαιρετικά περιορισμένη.αυτά τα προβλήματα,και πολλά ακόμη,αποτελούν μια τεράστια πρόκληση για τους εφευρέτες υποβρυχίων. sail Σχεδιάγραμμα λειτουργίας Υ π οβρυχίου όπου διακρίνονται οι δ εξα μ ενές έρμα τος και τα π ηδάλια με την π ροπ έλα 3.5 Κατάδυση και ανάδυση Τα υποβρύχια βασίζονται στην άνωση για να επιπλέουν ή για να βυθίζονται κάτω από την επιφάνεια του νερού όταν χρειάζεται.κανονικά ένα υποβρύχιο επιπλέει όπως και τα υπόλοιπα πλοία.μέσα στο κύτος υπάρχουν μεγάλες δεξαμενές. Όταν το υποβρύχιο πρέπει να καταδυθεί δεξαμενές γεμίζουν με νερό.το υποβρύχιο παίρνει τόσο νερό ώστε να ζυγίζει ακριβώς τόσο όσο νερό ίσου όγκου,έτσι κατεβαίνει ολόκληρο κάτω από την επιφάνια,αλλά δεν Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 34

35 βυθίζεται.στην πλώρη και στην πρύμη ενός υποβρυχίου,στο εξωτερικό του σκαριού,υπάρχουν πτερύγια τα οποία λέγονται πτερύγια κατάδυσης και λειτουργούν όπως τα πηδάλια ρύθμισης της άνωσης των αεροπλάνων,που κινούνται πάνω κάτω.όταν οι δεξαμενές γεμίσουν, τα πτερύγια κατάδυσης στέφονται προς τα κάτω.καθώς το υποβρύχιο κινείται προς τα εμπρός,καταδύεται.όταν το υποβρύχιο πρέπει να αναδυθεί,οι δεξαμενές γεμίζουν με αέρα ο οποίος σπρώχνει έξω το νερό.ο αέρας διατηρείται σε υψηλή πίεση σε δεξαμενές του υποβρυχίου, ενώ τα πτερύγια κατάδυσης στρέφονται προς τα πάνω. 3.6 Υπό πίεση Ο αέρας μέσα σε ένα υποβρύχιο πρέπει να έχει την ίδια πίεση που έχει και ο ατμοσφαιρικός αέρας στην επιφάνεια της θάλασσας,για να αναπνέει κανονικά το πλήρωμα.έξω από το υποβρύχιο η πίεση που ασκεί το νερό αυξάνεται όσο αυξάνεται το βάθος.τα σύγχρονα υποβρύχια λειτουργούν σε βάθος το πολύ μέχρι 600 μέτρα,όπου η πίεση του νερού είναι τεραστία.η μεγάλη διαφορά άμεσα στην εσωτερική και την εξωτερική πίεση θα μπορούσε εύκολα να συνθλίψει ένα υποβρύχιο αν το σκάφος δεν είχε γερή κατασκευή με διπλό σκαρί.στην πραγματικότητα,το κάθε υποβρύχιο έχει ένα μέγιστο βαθμό σύνθλιψης,κάτω από οποίο δεν πρέπει να κατέβει.μέσα από το εξωτερικό,υδατοστεγές σκαρί υπάρχει ένας εσωτερικός θάλαμος,που λέγεται ανθεκτικό σκάφος.είναι φτιαγμένος από σκληρό ατσάλι πάχους περίπου ενός εκατοστού.το πλήρωμα,οι μηχανές και ο εξοπλισμός του υποβρυχίου βρίσκονται όλα μέσα στο ανθεκτικό σκάφος.οι δεξαμενές βρίσκονται ανάμεσα στα σκαριά. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 35

36 3.7 Βρίσκοντας το δρόμο Μερικές εκατοντάδες μέτρα κάτω από τη επιφάνεια του νερού επικρατεί απόλυτο σκοτάδι.πως,τότε τα υποβρύχια Βρίσκουν που πηγαίνουν; Όλα τα σύγχρονα υποβρύχια είναι εξοπλισμένα με ασύρματο και ραντάρ,αλλά αυτά δεν δουλεύουν καλά μέσα στο νερό.επειδή ο ήχος ταξιδεύει πολύ καλύτερα στο νερό από ότι το φως τα υποβρύχια έχουν ένα υποβρύχιο σύστημα πλοήγησης το οποίο λέγεται σοναρ (sonar αποτελεί συντομογραφία της φράσης Sound Navigation and Ranging)^TO στέλνει παλμικούς ήχου και λαμβάνει τον ήχο που αντανακλάται κοντά,καθώς και στον βυθό. Τα υποβρύχια διαθέτουν, επίσης, συστήματα αδρανειακής καθοδήγησης.το σύστημα αυτό περιλαμβάνει ποικιλία αισθητήρων για να υπολογίζουν τη θέση ανάλογα με το πόσο μακριά και γρήγορα το υποβρύχιο ταξιδέψε από το λιμάνι. Δεν βασίζεται σε οπτική ή ηλεκτρική πληροφορία που προέρχεται έξω από το υποβρύχιο.αυτή η διαδικασία είναι σαν να κλείνεις τα μάτια σου,να μετράς τα βήματα σου καθώς προχωράς και προσπαθείς να υπολογίσεις που βρίσκεσαι-μόνο που αυτή η μέθοδος είναι πολύ πιο ακριβής. 3.8 Τα υποβρύχια στον πόλεμο Πάρα τις αρχικές προσδοκίες ότι τα βρετανικά και τα αμερικάνικα υποβρύχια θα έπαιρναν το πάνω χέρι στον πόλεμο,αυτά που το κατόρθωσαν ήταν τα γερμανικά υποβρύχια.λέγονταν U-boats,από το γερμανικό Unrseeboot, δηλαδή υποβρύχιο πλοίο. Είχαν μήκος 91 μέτρα και κινούνταν με μηχανές πετρελαίου όταν ήταν στη επιφάνεια της θάλασσας και με ηλεκτρικούς κινητήρες που τροφοδοτούνταν από μπαταρίες όταν ήταν κάτω από την Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 36

37 επιφάνεια του νερό.tau-boats ήταν οπλισμένα με αυτοκινούμενα βλήματα νερού,που λέγονται τορπίλες. Στον Α Παγκόσμιο Πόλεμο ( )τα U-boats σχεδόν απέκοψαν Βρετανία από τους συμμάχους της,βυθίζοντας πλοία ανεφοδιασμού που μετέφεραν τρόφιμα και όπλα. Επειδή τα πλοία δεν μπορούσαν ούτε να εντοπίσουν τα υποβρύχια ούτε να προτάξουν άμυνα απέναντι τους,τα U- boats είχαν μεγάλη επιτυχία.είχαν βυθίσει πλοία συνολικού βάρους 9,9 εκατομμυρίων τόνων μέχρι το τέλος του πολέμου. Μία από τις μεγαλύτερες απώλειες ήταν το υπερωκεάνιο Λουζιτανία,το οποίο βυθίστηκε το 1915,παίρνοντας μαζί του πάνω από ανθρώπους. Στον Β Παγκόσμιο Πόλεμο ( ) τα U-boats ήταν ακόμα πιο εξελιγμένα.μέχρι τότε το Γερμανικό Πολεμικό Ναυτικό είχε τελειοποιήσει τον αναπνευστήρα ^ ^ ^ Ο,έ ν α ν κατακόρυφο σωλήνα που επέτρεπε στο υποβρύχιο να κινείται με μεγάλη ταχύτητα λίγο κάτω από την επιφάνεια του νερού. Ανακαλύφθηκε το 1933 από τον Ολλανδό αξιωματικό του Πολεμικού Ναυτικού Γιαν Βίχερς.Ο αναπνευστήρας παρείχε αρκετό αέρα για να δουλεύει η μηχανή ντίζελ του U-boat, όταν αυτό βρισκόταν σε κατάδυση.πέρα από την προώθηση, η μηχανή κινούσε επίσης μια γεννήτρια που φόρτιζε τις μπαταρίες για να κινείται το ποιο και σε μεγάλα βάθη. Ο αναπνευστήρας ήταν μια πολύ απλή εφεύρεση,αλλά αύξησε δραστικά τον χρόνο που μπορούσε το υποβρύχιο να παραμείνει σε κατάδυση. Οι Γερμανοί κατόρθωσαν να βελτιώσουν ακόμη περισσότερο τα υποβρύχια κατασκεάζοντας τις ηχητικές τορπίλες,οι οποίες κατευθύνονται προς τον ήχο που βγάζουν οι προπέλες του πλοίου,και τις μαγνητικές τορπίλες,οι οποίες κολλάνε στο μεταλλικό σκαρί του πλοίου. Τα πιο προηγμένα U-boat του πολέμου,το μοντέλο ΧΧΙ, είχαν μήκος 76 μέτρα και μπορούσαν να καταδυθούν μέχρι τα 260 μέτρα. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 37

38 3.9 Ακούγοντας τα υποβρύχια Είναι σχεδόν αδύνατο να δούμε αντικείμενα βαθιά στο νερό, επειδή το φως απορροφάτε από το νερό και το πλαγκτόν (μικροσκοπικοί θαλάσσιοι οργανισμοί) κι έτσι δεν μπορεί να φτάσει σε μεγάλο βάθος. Ο ήχος, όμως, ταξιδεύει πιο εύκολα στο νερό και καλύπτει μακρινές αποστάσεις χωρίς να εξασθενήσει. Έτσι είναι από τους καλύτερους τρόπους για ανίχνευση αντικειμένων, όπως εχθρικών υποβρυχίων, στα θολά νερά των ωκεανών. Συσκευές ανίχνευσης «ακούνε» τους ήχους που κάνουν τα υποβρύχια ή εκπέμπουν υπερήχους (ήχους υψηλότερης συχνότητας από αυτήν που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο αυτί) και λαμβάνουν τους ανακαλούμενους ήχους με ένα σύστημα που λέγεται σόναρ. Σόναρ διαθέτουν τα υποβρύχια και τα πλοία επιφάνειας (επάνω).τα ελικόπτερα ανιχνεύουν στο νερό κατεβάζοντας μέσα σ αυτό ειδικές συσκευές. Το Αμερικανικό Πολεμικό Ναυτικό κατασκεύασε ένα τεράστιο δίκτυο από ευαίσθητα υποβρύχια μικρόφωνα (υδρόφωνα). Αυτά συνδέονται με καλώδιο με στρατιωτικές βάσεις στην ξηρά. Το σύστημα λέγεται SOSUS ( Sound Surveillance System =Σύστημα Ηχητικής Παρακολούθησης ) και είναι τόσο ευαίσθητο, ώστε έχει τη δυνατότητα να διακρίνει ακόμα και το είδος του υποβρυχίου που πλησιάζει. Από το 1991 ωκεανολόγοι χρησιμοποιούν το SOSUS για να ακούνε τις φάλαινες και να μελετούν υποθαλάσσιους σεισμούς και ηφαίστεια. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 38

39 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 4 Ο Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 39

40 4.Είδη υποβρύχιας επικοινωνίας Sonar Κεραίες 4.1 Sonar (Sound Navigation and ranging) Το Sonar είναι ένα σύστημα που διαβιβάζει και αντανακλά ηχητικά κύματα για την ανίχνευση και τον εντοπισμό των βυθισμένων αντικειμένων ή μετρά τις απόστασης του υποβρυχίου. Έχει χρησιμοποιηθεί στα υποβρύχια για την ανίχνευσης των ναρκών, το βάθος ανίχνευσης, την εμπορική αλιεία, την ασφάλεια και την επικοινωνία καταδύσεων στη θάλασσα. Το Sonar σαν συσκευή στέλνει ένα υπόγειο ήχο κυμάτων και στη συνέχεια λαμβάνει τον ήχο, και το συνδέει με ανθρώπινους φορείς από ένα ηχείο ή το εμφανίζει στην οθόνη. Ήδη το 1822 ο Daniel Colloden χρησιμοποίησε μια υποβρύχια καμπάνα για τον υπολογισμό της ταχύτητας του ήχου του υποβρυχίου στη λίμνη Geneva, της Ελβετίας. Αυτή η έγκαιρη έρευνα οδήγησε στην εφεύρεση των σόναρ Lewis Nixon Lewis Nixon επινόησε το πρώτο Sonar ακουστικού τύπου το 1906, ως ένα τρόπος εντοπισμού παγόβουνων.το ενδιαφέρον για το Sonar αυξήθηκε κατά τον πρώτο Παγκοσμίου Πολέμου, Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 40

41 όταν υπήρχε υποβρύχια. η ανάγκη να μπορούν να εντοπίσουν τα Paul Langevin Το 1915, ο Paul Langevin επινόησε τη πρώτη συσκευή τύπου σόναρ για τον εντοπισμό υποβρυχίων που ονομάζεται "echo location to detect submarines" ("ήχο για την ανίχνευση της τοποθεσίας των υποβρυχίων") χρησιμοποιώντας τις πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες του χαλαζία.ήταν πολύ αργά για να βοηθήσει πολύ στην πολεμική προσπάθεια, ωστόσο, το έργο του Langevin επηρέασε σε μεγάλο βαθμό τις μελλοντικές βελτιώσεις του σόναρ. Η πρώτη συσκευή Sonar ήταν παθητική - δεν έστελνε μηνύματα.το 1918, τόσο η Βρετανία όσο και οι ΗΠΑ κατασκεύασαν συστήματα που δραστηριοποιούνταν, το ενεργητικό Sonar έστελνε και λάμβανε σήματα.τα ακουστικά συστήματα επικοινωνίας του Sonar μπορούν να λαμβάνουν Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 41

42 ένα ηχητικό κύμα προβολής και δέκτη και από της δύο πλευρές. Η εφεύρεση του ακουστικού μετατροπέα και η αποτελεσματική ακουστική προβολή δημιούργησε τις πιο προηγμένες μορφές του Sonar Ορισμός Η λέξη Sonar είναι ένας αμερικανικός όρος που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στον Β 'Παγκοσμίου Πολέμου.Τα αρχικά του προέρχονται από τις λέξης Sound navigation and ranging^ Βρετανοί ονομάζουν το Sonar, ASDICS, που προέρχεται από τα αρχικά Anti-Submarine Detection Investigation Committee. Αργότερα οι εξελίξεις των σόναρ περιλαμβάνουν τη ηχώ,το βάθος του ανιχνευτή, ταχείας σάρωσης Sonar, και πλευρική σάρωση Sonar και WPESS ( within-pulseectronic-sector-scanning) Sonar Υπάρχουν δύο είδη των σόναρ, ενεργητικά και παθητικά. Το ενεργητικό σόναρ δημιουργεί έναν παλμό ήχου, που συχνά αποκαλείται "ping" και, στη συνέχεια, λαμβάνει τις αντανακλάσεις των παλμών.ο παλμός μπορεί να έχει σταθερή συχνότητα ή ένα τιτίβισμα κατά την αλλαγής της συχνότητας.ο δέκτης συσχετίζει το ανάλογο τιτίβισμα με τη συχνότητα.η συνακόλουθη επεξεργασία επιτρέπει στο δέκτη να αναδείξει τις ίδιες πληροφορίες με έναν πολύ μικρότερο παλμό της ίδιας συνολικής ισχύος που εκπέμπεται.σε γενικές γραμμές, σε μεγάλες αποστάσεις τα ενεργητικά σόναρ χρησιμοποιούν χαμηλές συχνότητες. Η χαμηλότερη συχνότητα έχει μπάσο ήχο "BAH-Wong".Για να μετρηθεί η απόσταση από ένα αντικείμενο, μέτρα το χρόνο εκπομπής των παλμών στην υποδοχή. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 42

43 Το παθητικό σόναρ λαμβάνει ήχο χωρίς να μεταδίδει. Πρόκειται συνήθως για στρατιωτικούς ή για επιστημονικούς λόγους.το παθητικό σόναρ συνήθως έχει μεγάλη βάση δεδομένων για τον ήχου. Ένα ηλεκτρονικό σύστημα χρησιμοποιείτε συχνά σε αυτές τις βάσεις δεδομένων για να προσδιορίσει τις κατηγορίες των πλοίων, (δηλαδή την ταχύτητα του πλοίου, ή τον τύπο του όπλου),ακόμη και την ειδικότητα του Το Sonar και οι παρενέργειες του Το ισχυρό σόναρ προκαλεί προσωρινή κώφωση στα δελφίνια, αποκαλύπτει μελέτη που δημοσιεύθηκε στο βρετανικό περιοδικό Biology Letters. Σύμφωνα με έρευνα που έγινε στο Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας στη Χαβάη, ενισχύονται οι υποψίες των ερευνητών για τις παρενέργειες που προκαλούν τα στρατιωτικά σόναρ στα δελφίνια. Την τελευταία δεκαετία έχουν αναφερθεί πολυάριθμα περιστατικά από δελφίνια και φάλαινες που έχουν εξοκείλει νεκρά σε ακτές, επηρεαζόμενα από τα ισχυρά σόναρ του Πολεμικού Ναυτικού. Το Αμερικάνικο Ναυτικό καθώς και το Βρετανικό Ναυτικό έχουν αντιμετωπίσει κατηγορίες στο παρελθόν για τις παρενέργειες που προκαλούν τα στρατιωτικά σόναρ στις φάλαινες και στα δελφίνια. Στο μεγάλο και καμπύλο μέτωπό των δελφινιών βρίσκεται το σύστημα ηχοεντοπισμού, ένα είδος σόναρ, που τους βοηθάει να προσανατολίζονται και να βρίσκουν την τροφή τους. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 43

44 Τα δελφίνια μεταξύ τους έχουν αναπτύξει ένα είδος επικοινωνίας με σφυρίγματα και ήχους που παράγουν τα σαγόνια τους. Σύμφωνα με τα θαλάσσιο βιολόγο Άλαν Μούνει και την επιστημονική του ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης, πείραμα που πραγματοποιήθηκε σε εκπαιδευόμενο δελφίνι απέδειξε ότι το θηλαστικό έπαθε προσωρινή κώφωση όταν εκτέθηκε στα δυνατά επαναλαμβανόμενα ηχητικά σήματα των σόναρ. Το πείραμα έγινε παρουσία του εκπαιδευτή του, και για τις ανάγκες της έρευνας τοποθετήθηκαν στο κεφάλι του δελφινιού όργανα με αισθητήρες που κατέγραφαν την εγκεφαλική λειτουργία του. Όταν η ένταση του ήχου έφτασε τα 203 decibel, διαπιστώθηκε ότι το δελφίνι έπαψε να ακούει, αφού οι μετρήσεις έδειξαν ότι ο εγκέφαλος του δεν αντιδρούσε στους ήχους του σόναρ. Η παροδική κώφωση κράτησε για 20 λεπτά. Μια λύση για την κώφωση των δελφινιών είναι να τοποθετηθούν σόναρ με έλεγχο έντασης στα πολεμικά πλοία για την αποφυγή ανάλογων περιστατικών. 4.2 Κεραίες Μια συσκευή αποστολής σημάτων χρειάζεται μια κεραία για να στείλει το ράδιο σήμα της, και ένας δέκτης χρειάζεται μια κεραία για να λάβει το ράδιο σήμα. Το σχέδιο αυτών των κεραιών δεν είναι τετριμμένο. Η απλούστερη μορφή κεραίας είναι το δίπολο. Η ηλεκτρική παραγωγή ενός ταλαντωτή κατευθύνεται από δύο αγωγούς οι οποίοι δεν είναι συνδεδεμένοι στις άκρες. Αυτό θα παράγει ακτινοβολούμενη ηλεκτρομαγνητική ενέργεια από τις ανοιχτές άκρες. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 44

45 Αυτό είναι, ένα δίπολο ημικυμάτων, όπως λέγεται. Αυτό είναι αποτελεσματικό όχι μόνο στην παραγωγή των ράδιο κυμάτων σε συγκεκριμένη συχνότητα, αλλά είναι επίσης αποτελεσματικό και στην επιλογή των συχνοτήτων. Αυτό ισχύει γενικά για όλες τις κεραίες : η εργασία τους είναι σχεδόν η ίδια στη μετάδοση ή στην λήψη, στις διαφορετικές κατευθύνσεις. Ένα δίπολο μεταδίδει ραδιοφωνικά σε όλες τις κατευθύνσεις ακτινωτά και ομοιόμορφα. Μια κατευθυνόμενη εστίαση μπορεί να ληφθεί, μέσω των αποτελεσμάτων παρέμβασης, με την οικοδόμηση μιας κεραίας με πολλαπλάσια δίπολα, που χωρίζονται κατά διαστήματα σε προσεκτικά σχεδιασμένα κενά. Τέτοιες σειρές δίπολων ήταν κοινές με τα μακρών κυμάτων ραντάρ Διπολικές κεραίες H CEA έχει σχεδιάσει και κατασκευάσει τα συστήματα Active dipole κεραιών με ευρύ φάσμα των ευζωνικών δικτύων και αυτά περιλαμβάνουν: CEA TA20 Antenna Η κεραία αυτή είναι ενεργή, λαμβάνει και δέχεται σήματα που λειτουργούν από 1εως 1000 MHz στην περιοχή συχνοτήτων και αποτελείται από ένα μηχανικό μέρος, δύο διπολικά στοιχεία και ένα προ-ενισχυτή PCB. Παρέχει πανκατευθυντικές καλύψεις με αζιμούθιο στον άξονα του δίπολου. Είναι σχεδιασμένη για χαμηλές παραμορφώσεις λειτουργιών σε τομείς μέχρι 2 V/m, διατηρώντας παράλληλα υψηλό βαθμό ευαισθησίας στο 0,6 micro* V/m, σε ένα εύρος ζώνης 1kHz. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 45

46 CEA TA23 Antenna Η κεραία αυτή είναι ενεργή, λαμβάνει και δέχεται σήματα που λειτουργούν από 10 khz έως 30 MHz στην περιοχή συχνοτήτων και αποτελείται από ένα μηχανικό μέρος, δύο διπολικά στοιχεία και ένα προ-ενισχυτή PCB. Παρέχει πανκατευθυντικές καλύψεις με αζιμούθιο στον άξονα του διπόλου. Είναι σχεδιασμένη για χαμηλές παραμορφώσεις λειτουργιών σε τομείς μέχρι 25 V/m, διατηρώντας παράλληλα υψηλό βαθμό ευαισθησίας σε 3 micro*v/m σε ένα εύρος ζώνης 1 khz. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 46

47 4.2.2 Υποβρύχια πολυκατευθηντική κεραία Η CEA χρησιμοποιώντας τη λειτουργία του Multi-function Communications System σχεδίασε μια μικρή κεραία με χαμηλό προφίλ για τις απαιτήσεις της λειτουργίας του υποβρυχίου. Περιλαμβάνει: BBRX - που μπορεί να λαμβάνει σήματα μέσο ευζωνικών δικτύων GPS - που μπορεί να λαμβάνει σήματα μέσο NAVSTAR SC - UHF που μπορεί να λαμβάνει δορυφορικά σήματα ημιαμφίδρομης επικοινωνίας LOS - UHF που μπορεί να λαμβάνει σήματα με μονόδρομη τακτική κάλυψη VHF - VHF που μπορεί να λαμβάνει σήματα με μονόδρομη θαλάσσια επικοινωνία Το σύστημα αποτελείται από μια βασική μονάδα και έναν ιστό που περιέχει μετάδοση/λήψηκεραία η οποία διαβιβάζουσα / κεραία λήψης περικλείονται σε ειδική στέγαση για να αντέχει στη χρήση των υποβρύχιων. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 47

48 4.2.3 Μονοπολική κεραία Η Cea έχει σχεδιάσει και έχει κατασκευάσει μια σειρά ενεργών μονοπωλιακών συστημάτων κεραιών με εύρους ζώνης πολλών οκτανίου. Είναι συμπαγής και με στρατιωτικά πρότυπα που δυνάμωσαν την κατασκευή τους, ενώ τα θεωρούν κατάλληλα για τις σταθερές και κινητές εγκαταστάσεις στο έδαφος ή τη θάλασσα. Cea TA29 antenna Αυτή είναι μια ενεργή, γενικής χρήσης ευζωνική, μόνο αποδοχής κεραία που λειτουργεί στα 20 MHz στο φάσμα των συχνότητας των 3 GHz (προαιρετικό 1 MHz σε 3 GHz). Έχει ευαισθησία, είναι ισοδύναμη με τις πολύ μεγαλύτερες παθητικές κεραίες και είναι ιδανική για τα σύγχρονα πολύ γνωστά συστήματα ηλεκτρονικής εχθροπραξίας (EW) ανίχνευσης και παρεμπόδισης. Έχει στρατιωτικές προδιαγραφές που μπορούν να εγκατασταθούν στη σταθερή ή κινητή πλατφόρμα στο έδαφος ή τη θάλασσα και είναι διαθέσιμες για στρατιωτικούς και ιδιωτικούς λόγους. Cea TA3 Antenna Αυτή η κεραία είναι ευζωνική, μπορεί μόνο να λαμβάνει σήματα και λειτουργεί από 100 khz έως 1 GHz. Cea TD3 Antenna Αυτή η κεραία είναι μικρή, πανκατευθυντική, ευρείας ζώνης και μπορεί μόνο να λαμβάνει σήματα. Λειτουργεί από1 MHz έως 1GHz. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 48

49 4.2.4 Ανυψωτικός ιστός κεραίας για επικοινωνία Παρέχει σε ένα υποβρύχιο επικοινωνία με τη λήψη και διαβίβαση πληροφοριών σε ένα ευρύ φάσμα των συχνοτήτων. Η κεραία μπορεί να ανυψωθεί πάνω από το θαλασσινό νερό διαμέσου του χώρο αποθήκευσης που βρίσκετε εντός του υποβρυχίου και ονομάζετε fin. Μόλις αναδυθεί από το νερό, η επικοινωνία μπορεί να γίνει σε διάφορες ζώνες, IFF (International flavors fragrances),καθώς και η λήψη GPS μπορεί να πραγματοποιηθεί. Το σύστημα αποτελείται από μια κεραία /Radome, έναν Mast Raising Equipment (ανυψωτικός ιστός), Outboard Cable (εξωλέμβια καλώδια), Hull Penetrator, ένα Junction box(κιβώτιο συνδέσεων),και μια Antenna Control Unit. (Μονάδα Ελέγχου της κεραίας). Τα Outboard Cable (εξωλέμβια καλώδια) και το Junction box (κιβώτιο συνδέσεων) Hull Penetrator, παρέχουν υπηρεσίες σύνδεσης μεταξύ της κεραίας / Radome και της Μονάδας Ελέγχου της κεραίας στο ραδιόφωνο. Η Μονάδα Ελέγχου της κεραίας προβλέπει το σημείο επαφής μεταξύ της κεραίας / Radome με τους πομποδέκτες και τους αναμεταδότες του πλοίου. Υποβρύχιες ασύρματες επικοινωνίες 49