极高频卫星通信

极高频卫星通&= #20449;

铱动科技类型：转载= ; 日期：= 2008/5/9 责任编辑：李勇

极高频卫星通信= 995;统是指星上的主要通= ;信设备上行传输频率&#= 20026;极高频(44GHz)，它比特高频= ;(UHF)、超高频(SHF)频率高，下行传๛= 5;频率为超高频(20GHz) ，是美军军ߚ= 7;卫星通信(MILSATCOM)体系结构中= 368;关键的系统。极高频卫星通信系统= 1448;称军事战略战术中ರ= 7;卫星系统(Milstar)，它将为美ࠩ= 1;的战略指挥控制和战&= #26415;部队提供保密、抗= 178;扰通信，具有能支持全面战争= 0340;能力。

特点:能利&= #29992;较小的天线阵进行= 450;向发射，这样就降低= ;了截收概率；星上天线具有调零功= 3021;，能大大提高卫星ࡡ= 7;射信号的抗干扰能力&= #65307;具有星上信号处理!= 021;力，降低了地面设备= ;的复杂性；具有星上&#= 33258;主控制能力，在没ć= 77;地面支援设施支援的= 情况下能持久运行。

= [相关技术]&= #21355;星通信；激光通信A= 307;电子技术；航天技术

= [技术难点]

由于频率高，波束= 364;，对卫星的稳定性要= ;求非常高，卫星信号&#= 23450;向发射和调零对部Ê= 14;的精度要求也非常高= 。这是发展极高频卫= 6143;的两个至关重要的໾= 2;题，它将制约着其他&= #22269;家发展极高频卫星= 340;进程。

= [国外概况]

目前，世界上只有 = 654;国拥有极美军极高频卫星通信= 1995;统于70年代初期进行ť= 74;计和研制，到90年代中期经历20余年，耗资200多亿美元。该卫= 6143;系统是在冷战时期෹= 4;计的，原计划共发射<= span lang=3DEN-US>8颗卫星，设计১= 1;标很高，要求能抗核&= #30005;磁脉冲和对付反卫= 143;武器。随着冷战的结= ;束，设计方案几经修&#= 25913;，卫星数量从8颗减少到6颗，并降低了设计ව= 1;求。到1996年，其中= 4颗卫星已发射入轨= 5292; 构成了美军战略指挥= 5511;制系统中至关重要௚= 0;的系统，并为战术部&= #38431;提供保密抗干扰通= 449;。　高频卫星通信系= ;。

1. 极高频的系统组= 104;

Milstar系 = 479;由三个分系统组成:空间分系统，ࡍ= 3;括卫星星体和通信有&= #25928;载荷；任务控制分= 995;统，包括执行卫星和= ;有效载荷控制功能和&#= 25903;持任务分析的各单Ð= 03;；终端分系统，包括Milstar舰载、岸站、= 机载和地面移动终端= 5292;以及技术保障和附़= 6;设备。

Milstar的= 368;初设计(Milstar Ⅰ ) 有效载荷具有高= 230;坚固可靠的波形特征= ;，以 75 ～2400b/s的速率提供低数据率= ;(LDR)通信。终端上&#= 34892;链路的频率为44GHz的极高频(EHF)，下行链路频率ߒ= 6;20GHz的超高频(SHF)或UHF频段。MilstarⅠ有效载荷有一付= 320;球覆盖波束天线，几= ;付在整个地球视场内&#= 22686;益比地球覆盖波束ä= 25;线高的捷变波束天线= ，还有3 付调零点波束ä= 25;线。每个MilstarⅠ= 的有效载荷可提供192个同时进行探= 979;、控制和通信的信道， &#= 21487;以支持EHF/SHF/和 EHF/UHFÉ= 32;链频道通信业务。

Milstar的= 913;进方案(MilstarⅡ)系统包括一个与MilstarⅠ= 基本相同的LDR有效载荷，一= 010;中数据率(MDR)有效载荷，以4.8kb/s～1.544Mb/sį= 40;数据率提供通信。MDR终端上行链路= 026;EHF；下行链路为SHF。 MDR有ਠ= 8;载荷有32个信道和8 = 付可控点波束天线A= 292; 两付调零点波束= (NSB)天线，能针对上行= ;链路干扰自动调零；6 付分布式用户Š= 06;盖天线(DUCA)，但不具备NSB天线的调零能= 147;。MDR除数据率较高= 806;，有效载荷采用了防= ;护措施，能提供确有&#= 20445;证的接入。由于采ī= 92;了防护措施，MDR有效载荷资源= 511;制器在有效载荷资源= ;分配方面强制训练，从而防止一个用户预= 1344;属于另一个用户的ภ= 4;源和通信业务，以保&= #35777;该用户的接入。

MilsatrⅠ和MilstarⅡ= 设计了交叉链路，星= 4231;中任何卫星之间都ࡤ= 7;进行通信和传送控制&= #25968;据，而无需地面中 = 487;站，从而提供任何其= ;它MILSATCOM系统无可比ৣ= 1;的全球通信能力。最重要的是控制和通= 0449;系统都通过星上资଎= 4;控制器对卫星和有效&= #36733;荷分别传送控制指= 196;。这种灵活的系统控= ;制功能与交叉链路的&#= 20840;球通信能力相结合ʌ= 92;是有效利用Milstar 系统充分满足= ;战术用户需求的关键&#= 29305;性。

2. 极高频卫星通信= 312;军事行动中的作用

及时、准确的通信= 159;执行从后勤保障到目= ;标探测和攻击等各种&#= 20316;战任务的有机组成Ų= 96;分。美军在过去的作= 战中当战场扩大到超= 0986;传统的视距范围时ᦁ= 2;在分散部队之间保持&= #26377;效指挥和控制链路= 340;能力捉襟见肘。这种= ;情况?quot;沙漠风暴"行动期间有所暴&= 706;，即地面部队机动范= ;围迅速超过了通信支&#= 25588;能力。 Milstar系统通过对战= ;术用户提供灵活和抗&#= 24178;扰的通信支援，能Š= 99;决现有通信系统效率= 低的诸多问题。

在MILSATCOM体系结构中ᦁ= 2;优先权或指挥层次不&= #21516;，对军事卫星通信的需= 7714;分配有别。优先权ੌ= 8;高的通信需求是"硬核心"= (Hard Core)需求，主要保证ࢲ= 9;家指挥当局对指挥执&= #34892;统一作战计划(SIOP)的部队、部队&= #20891;情上报、战术预警= 644;打击评估(TW/AA) 和各总指挥员= ;之间的通信需求。体&#= 31995;结构的第二层主要ë= 45;战区和应急作战的战= 术部队提供通信支援,主要包括扩大ల= 7;动用户设备(MSE)的覆盖范围、&#= 31354;中任务命令(ATO)的生成和分发&#= 20197;及战斧地面攻击导ó= 77;(TLAM)任务数据更新<= span lang=3DEN-US>(MDU)。"通&#= 29992;"需求是对除战&= #20105;以外(OOTW)的行动提供通&= #20449;支援，包括后勤供给、情报= 2289;禁毒和执法行动。

Milstar可= 385;足上述三种层次的通= ;信需求。MilstarⅠ= 在设计上显然可支持= 5171;击前、中、后整个߯= 6;战过程的硬核心需求&= #65292;并在一次攻击后的= 310;长期内星上的通信设= ;备能自主工作。为确&#= 20445;这种高度的抗毁能Ó= 47;，卫星和通信有效载= 荷设计成能抗直接和= 8388;接的核攻击，战略ಭ= 6;端设计成能在核环境&= #19979;工作。根据美国会= 340;指示，Milstar Ⅱ MDR由于数据率较高A= 292;可控天线数量更多，= ;因而支持核心需求的&#= 33021;力增强了，同时保ý= 45;MilstarⅠ LDR 的抗毁通信能力= 290;根据MilstarⅡ= 计划研制的终端不要= 7714;在核环境下工作，ࢰ= 0;而可做得更小、更轻&= #12289; 造价更低廉。由于LDR有效载荷几乎= 456;同，因而波形接入控= ;制协议也相同。LDR终端可通过Milstar Ⅰ或Ⅱ= 有效载荷，或通过任= 0309;可互通的EHF LDR有效载荷进行= 通信。

Milstar的= 112;场应用包括

(1) 扩大移动用户设= 791;(MSE)的通信距离

MSE对&= 470;军军和军以下梯队(ECB)提供保密的话&#= 38899;和数据通信，是陆Ð= 91;地面部队实施指挥控= 制的主要通信系统。= 5270;距无线电台用于连৶= 9; MSE系统的各组成= 5201;素，从而实现从战ࢹ= 0;作战指挥中心到下属&= #25112;斗无线电网电台之&= 388;的连接。?quot;沙漠风暴"行动期间，地面%= 096;队的机动速度迅速超= ;过了视距无线电的覆&#= 30422;范围，从而使美军į= 40;地面部队在实施地面= 作战期间的关键时刻= 5292;失去了与上级指挥৓= 2;的联系。Milstar系统投入使用= 后，部队使用SMART-T终端将扩大MSE的覆盖范围，= 026;支持空地一体战(ALO)战斗管理方案&#= 25552;供所必需的超视距(BLOS)通信能力（见&= #22270;1:扩大MSE的= 覆盖范围）zxjsjgp1.gif。

根据空地一体战的= 407;则，战斗部队将分散= ;在整个作战地区的"飞地"&= #20869;，中间隔着敌方部&= 431;或不可控制的地区。= ;在这些地区外部，敌&#= 26041;部队可能企图干扰Ð= 91;用卫星通信系统。为= 了对付这些干扰威胁= 5292;每个Milstar MDR有效载荷配= 377;两付具有自动调零的= ;点波束天线。天线调零系统检测干= 5200;信号，正对干扰机ਬ= 1;向的天线辐射图调零&= #65292;而无需地面分析或= 511;制。各种终端采用调= ;零点波束传输，信号&#= 19981;受干扰的影响，从Ň= 80;实现安全通信。根据= 空地一体战的原则，= 6426;动部队的协同是关໫= 0;问题，而且需要移动&= #32456;端。为了满足机动= 615;要求，SMART-T 终端装在标准= ;的高机动多用途轮式&#= 36710;上，可迅速开通和ü= 86;收。终端设计具有遥= 控功能，可实现无人= 1649;理操作。

在战场环境极富变= 270;时，通信需求的变化= ;极快。对地面部队分&#= 37197;一种"虚拟卫星"，可使通信规划= 154;员具有对动态战场通= ;信需求迅速作出反应&#= 30340;灵活性。Milstar 用户可以控制= ;其"虚拟卫星"资源，并使这些$= 164;源最适合于作战需要= ;。一旦联合特遣部队&#= 25351;挥员将这些卫星资ě= 04;分配给相应的地面部= 队，通信规划人员就= 1487;以制订和实施通信෶= 5;划，而不需要与上级&= #25110;战区外或规划中心= 327;调。

(2) 空中特遣命令传$= 865;

海军和空军部队= 312;作战中飞机出动的架= ;次很多，并要求能够&#= 23454;施准确打击。每天į= 40;空中任务命令(ATO)包含作战行动&#= 25152;需要的打击规划和İ= 46;标信息。联合特遣部队所属空= 0891;指挥员将空中任务ࡲ= 9;令发给旗舰、对空攻&= #20987;舰、防空作战平台= 644;地面战斗部队。在海= ;湾战争"沙漠风暴"行动期间，由于 = 570;乏卫星通信能力和可= ;互通的通信系统，美&#= 31354;军仍依靠直升机和Ð= 91;邮班机以及人工拷贝= 的方式，将空中任务= 1629;令传送给海军部队ᦁ= 2;驻扎在利雅得联合特&= #36963;部队指挥员将空中= 316;战命令拷贝的复制品= ;分发给各作战部队。

Milstar系 = 479;通过利用通用波形、= ;通信协议和基带接口&#= 65292; 在不同的终端平台之= 8388;提供前所未有的互๩= 0;能力。Milstar MDR为支持联机= 354;中任务命令的生成和= ;分发，提供有效的通&#= 20449;能力，生成和分发ą= 02;间由过去的几小时缩= 短到几分钟，并增加= 0102;高度抗干扰和低截ਟ= 0;概率的链路（见图2:空中任务命令į= 40;生成和分发）zxjsjgp2.gif。

(3) 总指挥员互连网

在全球态势变化多= 471;的情况下，迅速评估= ;正在形成的危机和有&#= 25928;地协调部队，要求ß= 12;国家指挥当局和战区= 总指挥员之间提供可= 8752;的通信。高级指挥࡯= 2;之间互连网通过Milstar LDR，在全球范= 260;提供保密、抗干扰通= ;信。Milstar的特性包括交= 叉链路、抗干扰/低截收概率、ࡤ= 7;互通的话音和数据基&= #24102;设备和高度抗毁的= 377;效载荷等，可确保危= ;急期间提供这种通信&#= 33021;力(见图3: 高&= #32423;指挥员之间Milstar互连网)zxjs= jgp3.gif。

3.极'= 640;频卫星通信技术趋势

(1)新= 340;特点

极高频军用卫星通= 449;系统，总体要求应能= ;满足常规战争和核战&#= 20105;的需要，因此呈现Ñ= 86;下列主要特点: 　·抗= 7585;性:对卫星星体和੍= 7;效载荷采用加固措施&= #65292;以增强抗摧毁、抗= 772;坏能力，保证卫星在轨持久运= 4892;； ·星上处理:包括基带处理和ߩ= 6;输信号处理，如调制&= #35299;调，变换跳频波形= 561;； ·星际链路:极高频卫星和低๗= 2;道卫星之间建立交叉&= #32447;路，增强系统冗余度和地= 8754;终端机动性。

(2)卫= 143;系统和终端设备加速= ;数字化

数字传输和数字技= 415;将迅速发展，其原因= ;在于军事卫星通信系&#= 32479;日益要求抗干扰和ü= 39;截收，以适应准确、= 可靠和保密通信的需= 5201;。

采用数字处理技术= 487;以提供许多抗截收、= ;抗干扰和抗衰落的传&#= 36755;手段。如跳频、前×= 21;纠错码和隔行扫描等= 。采用数字调制方式= 1487;适合许多信道和设ࣧ= 1;特性，例如在卫星地&= #22320;球站中常常出现的&= 750;线性、互调产物等。= ;采用数字技术还适合&#= 20110;机内测试，可进行ğ= 89;活的信道多路连接，= 实现回波抵消或话音= 5554;入技术等复杂的信ࡥ= 5;处理方式。

(4) 开发更高频段和= 810;频段共用

未来的军事卫星= 995;统向更高的EHF频段拓展。采= 992;EHF频段有很多现= 377;其它频段无可比拟的= ;优点，一是扩大EHF频段的容量，= 823;大减轻现有频谱拥挤= ;现象；二是EHF的波束窄，可= 943;少受核爆炸影响出现= ;的信号闪烁和衰落，&#= 25239;干扰和抗截收能力ó= 78;。三是EHF 频段系统使用= 0340;部件尺寸和重量都ࡤ= 7;大大缩小和减轻。但&= #26159;，EHF卫星技术复杂A= 292;造价高昂，从EHF频段向更高的'= 057;段拓展需要一个较长= ;时期。

(5) 采用星际链路增= 378;抗毁性

所谓星际链路是指= 355;星之间的交叉链路，= ;采用这种链路结构可&#= 20943;少对地面中继站的Ë= 81;赖性，提高整个系统= 的抗毁性。大家知道= 5292;在战时地面中继站঍= 6;容易被摧毁，一旦如&= #27492;将给军事通信造成= 497;大威胁；而采用星际= ;链路构成的卫星通信&#= 32593;将有多颗卫星、多Ž= 42;路供指挥通信使用，= 众多的用户直接对卫= 6143;通信，并具有互通೦= 1;力。例如，Milstar系统将至少由= 6 颗卫星组成，Ð= 54;中4 颗卫星位于同Ē= 93;轨道，2 颗卫星位于高č= 25;圆轨道，并运行在4 个轨道面上，ĉ= 00;成交叉

目前，世界上除美= 891;外，其他国家还不具= ;备极高频卫星通信能&#= 21147;。换句话说，极高Ɔ= 57;卫星通信系统是美军= 在目前和最近一个时= 6399;唯一拥有的最先进௚= 0;通信系统，是美军指&= #25381;控制系统中的"杀手锏"= ，它所提供的保密= 644;抗干扰的通信能力将= ;对美军的全球战略发&#= 25381;重大作用。

从世界范围来看，= 001;于极高频卫星与众不= ;同的特点，谁拥有这&#= 31181;通信系统，谁就拥ć= 77;最强的指挥控制能力= 。　

[影响]

从世界范围来看，= 001;于极高频卫星与众不= ;同的特点，谁拥有这&#= 31181;通信系统，谁就拥ć= 77;最强的指挥控制能力= 。

参考文献：

1、赵志法等.= 现代战术通信系统= 010;论，1998年3月

2、冉隆科.&= #20891;事战略与战术中继$= 890;信卫星在战场上的作= ;用.外军电信动态ᦁ= 2;1997.5 ----《移动通信= 312;线》