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第14章 美国“军事星”通信系统

美国“军事战略与战术卫星”简称“军事星”,是目前世界上最先进的军事通信卫星系统,是20世纪80年代初就提出的一项军事通信卫星计划。当时的目标是要建立一个在核战争中和核战争后都能生存,并具高抗干扰能力、高可靠性的战略和战术通信系统。1990年美国重新修订该计划,一方面为了降低成本,另一方面因冷战结束而把应用重点从应付核战争的战略通信转变为常规战争的战术通信。修改后,卫星总数由10颗减至6颗,地面站与用户终端数量也相应减少。

第一代“军事星”,即两颗“军事星”卫星,分别于1994年2月和1995年11月发射入轨,采用双星组网工作,可为从海湾地区直到西太平洋的广阔区域提供抗干扰的保密通信。卫星质量4500千克,左右两侧悬吊抛物面天线,用于极高频交叉链路通信,右侧的两个螺旋天线分别是特高频发射和接收天线,桁架两端装有姿态控制推力器。“军事星”采用了自适应调零天线技术、星上处理技术(有6种自主功能处理机:信号处理、信号编号处理、定时与信号捕获处理、星间链路处理和综合处理)、星推进器能够在空间启动和关合等先进的卫星通信技术,其最突出的优点是安全性好,抗干扰能力强。星上用自适应调零天线技术,使波束零点对准干扰源;通信频率选用毫米波,由于频率极高,波长极短,波束极窄,能做到高定向发射,窃听和干扰相当困难;大量采用窄、宽频带的扩频、跳频技术,通信很难被敌方截获;采用防电磁辐射并采用星上再生处理技术,限制了噪声和干扰信号的积累,从而进一步提高了整个系统的抗干扰陛能。“军事星”1还有核防护措施,即使在核战争环境下,也能正常工作。“军事星”可以用于各种情况下的战术指挥,如传输电子侦察卫星的图像和下达指挥命令;防窃听特别是适合于潜艇作战指挥;还可以用于战场控制、特别行动、智能图像传输。用“军事星”可使世界任何地方的美军都能够与战术指挥官联系。

经过改进后的第二代“军事星”(“军事星”2)有4颗,计划于1999年-2002年间发射,用于组建全球军事通信网。“军事星”2第一颗于1999年4月30日发射失败,损失10亿美元。2001年2月27日首次发射成功,价值8亿美元。“军事星”2放弃了第一代“军事星”的核加固能力,降低了建造费用,加快了传输速率,增加32条48千比特/秒~1544千比特/秒中速率载荷,每条信道容纳1-70个用户,通信能力比第一代高100倍。用户几分钟就能与卫星联通,所用的接收天线直径可小到14厘米。它的通信业务3/4以上是用于战术通信。

美空军已着手第三代“军事星”的研究,又称“先进EHF”计划,对EHF频段技术提出了改进,包括星上有效载荷技术、60兆赫星间链路、轻型多功能通信天线的组合阵列,宽带频率合成技术等,共计6颗卫星,计划于2006年开始发射。

“全球星”是一种低轨道移动通信系统,由48颗工作卫星组成,还有8颗备份星。卫星分布在8个轨道平面上,轨道高度为1400千米,倾角52°,沿赤道均匀分布。它的设计思想和著名的铱星系统有很多相似之处,是利用低轨道星座提供世界范围的移动通信服务。与铱星不同的是,它通过设在不同区域的关口站与地面公共网连接组网,而不能独立实现全球覆盖。该系统最大的特点是设计比较简单,没有复杂的星间链路和星上处理功能,把大部分信息处理功能放在地面进行。

卫星由一个梯形主体部分、两个太阳能电池翼和一个位于悬杆上的展开式磁强仪组成,主体设计成梯形,便于一箭发射多星。卫星质量约450千克,运行寿命75年以上。“全球星”于1988年2月14日由“德尔它”2火箭首次一箭4星发射升空,后来“德尔它”2火箭又发射5次,一共发射24颗卫星;另外德俄合资的Starsem公司的“联盟”号火箭发射6次共24颗升空,48颗卫星于1999年11月,22日发射完组网(2000年发射了备份星)。“全球星”系统开始为一些国家和地区提供服务。这一移动卫星通信系统的建造速度,是世界上移动卫星通信发展以来最快的。移动通信是为在行驶中的飞机、火车、汽车、船只和流动作业的小分队以及任何人提供话音、数据和传真等通信业务,另外还具有导航能力。

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