详解“先进极高频”卫星（上）
<p align="center"> </p><p> </p><p> 2010年7月30日，美国用宇宙神-5火箭将第一颗“先进极高频”军用通信卫星发射升空，它使美国军用通信卫星迈出了更新换代的第二步,用于取代现役的“军事星”卫星系统。 </p><p> “先进极高频”卫星也叫第三代“军事星”，其信息传输能力是现役第二代“军事星”的10倍，军方操作人员所获得的带宽将增大5倍，且体积更小，更耐用，可处理更多的通信数据量，从而能够支持战术军用通信。另外，每颗“先进极高频”的成本约是“军事星”的1/2，造价5.8亿美元，寿命预计为15年。</p><p> 该卫星的主承包商是美国洛马公司，总共研制5颗，能给战区指挥官提供高安全性的、抗干扰的、不易截获的、不易探测到的通信服务，可满足实时图像、战场地图和跟踪数据等战术军事通信的需求，将成为美国国防部在军用卫星通信体系结构中期阶段使用的骨干。</p><p> </p><p> <strong>新旧技术相结合</strong></p><p> “先进极高频”采用A2100卫星平台，每颗星发射质量约6600千克，入轨质量4100千克，比采用波音-702平台的“宽带全球卫星通信”卫星还大10%以上。它采用了“军事星”上已有的扩频、调频、星间链路和星上处理等技术，所以能增强路由选择，根据用户优先级别来提供点对点通信以及网络服务，通过星间通信实现全球服务，并有非常强的战场生存能力，减小了对地面支持系统的依赖程度，即便在地面控制站被破坏后，整个系统仍能自主工作半年以上。新的星间链路将在数倍于“军事星”数据速率的条件下运行。</p><p> “先进极高频”还采用了相控阵天线、波束成形网络、毫米波单元和电推进系统等一些新技术。</p><p> 为了满足战争的特殊需要，“先进极高频”一共携带有14部天线：1个极高频上行相控阵天线，2个超高频下行相控阵天线，2个V频段（60吉赫兹）星间链路天线（口径为1.83米的卡塞格伦天线），1个上/下行收发共用全球覆盖喇叭天线，2个上/下行收发共用调零天线（用于自适应调零和抗干扰），6个上/下行装有平衡架的收发共用可旋转碟型天线。它还用电子管功率放大器取代了行波管放大器，提供了较高的保真度，但降低了功率传输门限，以确保和以往的卫星系统的兼容。</p><p> 此前的卫星是采用机械方式来改变波束反射面的，所以只能使得波束在某一个时刻属于某一个用户。而“先进极高频”是通过电子方式来改变射频波束的指向的，因而其相控阵天线能很便捷的使用户之间的波束瞬间跳变，卫星的上行相控阵天线可直接接收来自地面终端的信号。这一工作频率为44兆赫兹的相控阵天线采用一种先进的半导体材料——铟的磷化物，它使天线的噪声更低，信号更加清晰。各个“先进极高频”卫星之间利用卡塞格伦星间链路天线实现通信，该天线馈源能在60吉赫兹的频率上以5%的带宽实现单脉冲跟踪。其积分信道可以同时用于收发，差分信道只是用于接收的跟踪信道。</p><p> 由诺格公司研制的“波束成形网络”可使“先进极高频”卫星天线自动调零，以便对付潜在的干扰，而在波束覆盖范围内的合法用户将能正常使用卫星。这种抗干扰功能不需要由地面控制和干涉。 </p><p> 星上有超过100个射频模块和近10000个地面射频模块中使用了新的毫米波单元自动封装模式，此举能减小每个单元的尺寸和重量，使装配实现自动化，并大大削减成本。</p><p> 它采用氙离子流体霍尔推进器，所以可少携带很多推进燃料，从而承载较多的有效载荷。不过，卫星也因此在上天105天前后才能定点。</p><p> </p><p> <strong>技高一筹的新星</strong></p><p> “先进极高频”在第二代“军事星”低数据率载荷和中数据率载荷的基础上，增加了扩展数据率载荷，即能提供高数据率传输服务，同时其覆盖区范围扩大。该星单星通信总容量从第二代“军事星”的每秒40兆比特提高到每秒430兆比特，同步信道数量增加2～3倍。这样的传输速率可允许战术军事通信系统传输准实时视频、战场地图和目标数据。</p><p> 第一代“军事星”极高频通信速率为每秒75千比特，第二代“军事星”为每秒100兆比特，而“先进极高频”超过每秒1吉比特。</p><p> “先进极高频”用于战术通信数据速率是每秒8.192兆比特（第二代“军事星”为每秒1.544兆比特），用于战略通信的数据速率是每秒19.2千比特，可以服务6000个终端和4000个网络（比第二代“军事星”多2500个），并同时提供50个下行链路信道。按照这个容量，新系统在点波束数量上将有近10倍增长，极大地提高了用户接入能力。“先进极高频”的点波束更小，功率更高，提高了通信的可靠性和数据率，极大地降低了敌方侦听和干扰的可能性。</p><p> “军事星”的星间链路通信速率为每秒10兆比特，而“先进极高频”可以达到每秒60兆比特。与第二代“军事星”相比，“先进极高频”的星间链路增强了路由功能和抗干扰能力。</p><p> 具体来说，用第一代“军事星”传输战斧式巡航导弹的任务命令需要100秒，传输1.1兆大小的空中任务命令需要1.02小时，传输一幅侦察卫星拍摄的可见光图像（24兆）需要22.2小时；用第二代“军事星”传输相同大小的信息只需花0.16秒、5.7秒、2.07分钟；用“先进极高频” 传输相同的信息则仅用0.03秒、1.07秒、23.6秒。</p><p> 来源：中国公众科技网</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><br />
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