Sonar omvandlas till luftburen kommunikation

2018-08-28 06:00  
Foto: MiT

"TARF" omvandlar sonar till radar, utan några mellansteg. MIT:s nya teknik kan användas för att kommunicera med ubåtar, men även byggas in i flygplanens svarta lådor för att hitta sjunkna vrak.

I fullt u-läge är ubåtar isolerade från de kommunikationssystem som används ovanför vattenytan – och ytfartyg som vill ta del av signaler under vattnet måste sänka ned sina instrument under ytan.

Tidigare har man gjort försök att kommunicera direkt med ubåtar genom att använda extremt låga frekvenser (ELF) i omfånget 3-300 hertz. Även om de kan färdas bättra under vatten än mer konventionella radiofrekvenser så har ELF våglängder som är flera tusen kilometer långa. Detta innebär att de också kräver kilometerlånga antenner, vilket är svårt att montera på en ubåt.

– En trådlös signal fungerar bra i ett enda medium. Akustik fungerar under vattnet, och radiofrekvenser i luften, säger Fadel Adib vid MIT till IEEE Spectrum.

Forskaren har lett arbetet som slår hål på den gamla sanningen. Vid MIT:s Media Lab har man tagit fram ett nytt sätt för att omvandla sonar till radar. Systemet kallas för TARF (Translational Acoustic-RF communication). Istället för att försöka skicka radiovågor under ytan har man uppfunnit en sömlös brygga mellan de två signalerna.

Uppstår vibrationer

När sonar når ytan så reflekteras ljudvågen, men det uppstår små vibrationer – och forskarna har använt millimetervågor för att fånga in och läsa av dem. Teamet placerade en högtalare en halv meter under vattnet och lät den skicka en akustisk signal mot ytan. Ovanför skickade en millimetervågradar konstant en signal på 60 GHz som studsade mot ytan. När små skiftningar uppstod på grund av den akustiska signalen så kunde millimetervågradarn läsa av skillnaden och överföra signalen till att bli luftburen. Man klarade även av detta i åtta centimeter höga vågor. Se filmen nedan.

Forskarna lyckades sömlöst överföra 400 bit i sekunden mellan högtalaren och millimetervågradarn. Det imponerar kanske inte på land, men det ligger omkring vad som är standard för sonar. Systemet kommer dock behöva klara av långt större vågor än åtta centimeter. Och tyvärr är det fortfarande omöjligt att kommunicera åt det andra hållet, från ytan och ned till en ubåt. Trots begräsningarna anser forskarna att TARF kan vara intressant för andra områden än just ubåtar.

– Det finns ett stort intresse för att övervaka marint liv. För det behöver du sensorer som kan mäta tryck, temperatur och strömmar, säger Fadel Adib.

I dag är det vanligt att man använder dykare eller undervattensfarkoster för att hämta upp data från sensorerna, men med TARF skulle det kunna räcka med att en drönare med en millimetervågradar gör en överflygning då och då. MIT ser också flygplanens svarta lådor som ett potentiellt användningsområde. Nu ska forskarna undersöka vilka djup systemet klarar av, och hur högt radarn kan befinna sig över vattenytan.

John Edgren

Mer om: Sonarteknik Radar

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer