美軍衛(wèi)星通信終端的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

孟徐

摘 要：隨著科技的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，種類繁多的美軍衛(wèi)星通信終端也需要更新?lián)Q代。本文首先介紹了美軍衛(wèi)星通信終端的研究現(xiàn)狀，敘述了美國(guó)海軍、陸軍、空軍通信衛(wèi)星終端，然后預(yù)測(cè)了美軍通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)，并加以總結(jié)。

關(guān)鍵詞：美軍；衛(wèi)星通信終端；多頻段

美國(guó)衛(wèi)星通信主要用來完成遠(yuǎn)程作戰(zhàn)任務(wù)，然而美軍的軍事衛(wèi)星通信的發(fā)展速度卻難以滿足持續(xù)增長(zhǎng)的時(shí)代需求。美國(guó)在“沙漠風(fēng)暴”中使用的軍用衛(wèi)星占五分之四，商用衛(wèi)星占五分之一，而在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中比例發(fā)生了互換。由此看來，美軍在近期都會(huì)使用大量的商用衛(wèi)星進(jìn)行通信。

1 美軍衛(wèi)星通信終端的研究現(xiàn)狀

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是美軍急需要提升和改進(jìn)的。在新世紀(jì)，美軍整合了有保護(hù)和寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)，從整體上對(duì)軍事衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、建構(gòu)，將寬帶、窄帶和有保護(hù)通信衛(wèi)星作為發(fā)展的重點(diǎn)，致力于提升衛(wèi)星系統(tǒng)的動(dòng)中通能力，以此來實(shí)現(xiàn)寬帶在通信衛(wèi)星中的發(fā)展。美軍不僅研制、發(fā)射了先進(jìn)極高頻、先進(jìn)極地系統(tǒng)、寬帶填隙系統(tǒng)、移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)等新一代軍用通信衛(wèi)星，而且研制了多頻段終端、多頻段綜合化衛(wèi)星終端、先進(jìn)超視距系列終端等新一代海陸空衛(wèi)星通信終端，并且借鑒國(guó)內(nèi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提高了衛(wèi)星通信的作戰(zhàn)性能，解決了衛(wèi)星通信間互操作性問題。美軍衛(wèi)星通信終端依賴于硬件設(shè)施，而種類和數(shù)量繁多制約了衛(wèi)星通信的發(fā)展。

1.1 美國(guó)海軍的多頻段終端

美海軍的多頻段終端具有擴(kuò)展數(shù)據(jù)率的能力，可以提升海軍作戰(zhàn)的寬帶效率，還能提高保密的控制和指揮能力，如目標(biāo)定位信息交換和戰(zhàn)場(chǎng)地圖、實(shí)時(shí)視頻、戰(zhàn)術(shù)圖像和數(shù)據(jù)，擴(kuò)大了海軍衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)范圍。擴(kuò)展數(shù)據(jù)率波形可以通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信進(jìn)行干擾，從而為衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供保障。多頻段終端可以分為艦載型、岸站型和潛艇型三種，通過拋物面天線和相控陣天線來滿足更多艦船的安裝需求。多頻段終端是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的互通、互聯(lián)和互操作橋梁，可以支持多種衛(wèi)星通信功能，并將替換AN/WSC-6（V）寬帶超高頻衛(wèi)通終端和AN/USC-38（V）極高頻衛(wèi)通終端，成為提升海軍裝備性能的主流設(shè)備[1]。

1.2 美國(guó)陸軍的多頻段綜合化衛(wèi)星終端

為了增強(qiáng)作戰(zhàn)實(shí)力，美國(guó)需要不斷提高衛(wèi)星通信能力和陸軍作戰(zhàn)水平，在移動(dòng)中衛(wèi)星通信和短暫停留衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)上更新新型的多信道衛(wèi)星通信設(shè)備。多頻段綜合化衛(wèi)星終端具有模塊化的特點(diǎn)，可以對(duì)通信終端進(jìn)行配置，支持互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星通信和各級(jí)軍官的戰(zhàn)略作戰(zhàn)需求。多頻段綜合化衛(wèi)星終端還具有多頻段的特點(diǎn)，主要包括Ku、C、Ka、X和EHF頻段，為各個(gè)級(jí)別的作戰(zhàn)提供服務(wù)。多頻段綜合化衛(wèi)星終端可以采用模塊組合的方式滿足不同平臺(tái)的需求，發(fā)揮最大功效，其中兩種最基本能力是SOTP和SOTM能力，二者需要達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。多頻段綜合化衛(wèi)星終端具有多種能力，是通信衛(wèi)星終端更新的首選，可以使多信道衛(wèi)星終端得到統(tǒng)一，減少衛(wèi)星通信終端數(shù)量，提高聯(lián)合作戰(zhàn)能力。

1.3 美國(guó)空軍的先進(jìn)超視距系列終端

先進(jìn)超視距系列終端是集地面便攜式指揮所終端、機(jī)載作戰(zhàn)單元終端、地面固定指揮所終端、機(jī)載指揮所終端于一體的可以支持圖像、話音、視頻高速收發(fā)和數(shù)據(jù)的終端，為部隊(duì)指揮和戰(zhàn)略提供視距與超視距的衛(wèi)星通信能力。FAB-T系列終端可以在通用體系架構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，提高重配置能力、可升級(jí)性、模塊化、通用性和可擴(kuò)展性。FAB-T系列終端具有分層架構(gòu)，每層由接口和功能定義，共有三個(gè)設(shè)備組、功能層和數(shù)據(jù)集管理器，其一是基帶設(shè)備層，內(nèi)有基帶設(shè)備模塊和操作員接口組；其二是調(diào)制解調(diào)器處理器層，內(nèi)有調(diào)制解調(diào)器處理器組；最后是天線層，內(nèi)有天線組。FAB-T可以支持多種波形并滿足空間、空中和地面平臺(tái)對(duì)信息交換的需求，實(shí)現(xiàn)在46種平臺(tái)進(jìn)行裝備的計(jì)劃[2]。

2 美軍衛(wèi)星通信終端的發(fā)展趨勢(shì)

在聯(lián)合作戰(zhàn)模式的盛行下，軍事衛(wèi)星通信終端的互操作性顯得尤為重要，而美軍衛(wèi)星通信終端設(shè)備的數(shù)量大、種類多，是亟待解決的難題。JTRS計(jì)劃開發(fā)的一系列硬件設(shè)備將會(huì)替換現(xiàn)用的戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)，這項(xiàng)計(jì)劃中的SCA促進(jìn)了硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和通用化發(fā)展，也為軍用軟件定義電臺(tái)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。軟件定義電臺(tái)是美軍衛(wèi)星通信終端的發(fā)展趨勢(shì)，可以促進(jìn)美軍衛(wèi)星通信終端提高設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和通用化，減少設(shè)研制的成本，提高作戰(zhàn)能力，改進(jìn)設(shè)備之間的互操作性。

美軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括有保護(hù)、窄帶和寬帶衛(wèi)星通信。JTRS計(jì)劃主要是頻率低于2GHz的衛(wèi)星通信終端，有保護(hù)和寬帶的頻率都高于2GHz，無法與之匹配，因此，美軍政府又提出了參考體系架構(gòu)來完善JTRS計(jì)劃[3]。參考體系架構(gòu)為寬帶多頻段戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信終端提供了模塊化的開放體系架構(gòu)，既能促進(jìn)模塊化的發(fā)展，又能分離波形軟件和設(shè)備硬件，將波形開發(fā)商、設(shè)備集成商和平臺(tái)開發(fā)商分開，有利于提高軟件波形的可移植性和硬件設(shè)備的通用型。

總結(jié)：綜上所述，本文對(duì)美軍衛(wèi)星通信政府的研究現(xiàn)狀分述為海軍的多頻段終端、陸軍的多頻段綜合化衛(wèi)星終端和空軍的先進(jìn)超視距系列終端，進(jìn)而預(yù)測(cè)了美軍衛(wèi)星通信終端的發(fā)展趨勢(shì)。美軍還將增加對(duì)衛(wèi)星通信終端的研制投入，值得繼續(xù)關(guān)注。

[參考文獻(xiàn)]

[1]姜君.用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題研究[D].南京理工大學(xué).2012.

[2]楊清波.星地下行相干激光通信系統(tǒng)接收性能研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué).2012.

[3]謝延華.基于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的多普勒頻移估算與補(bǔ)償研究[D].大連大學(xué).2013.