朱立東

(電子科技大學(xué) 通信抗干擾技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都611731)

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國(guó)外軍事衛(wèi)星通信發(fā)展及新技術(shù)綜述

朱立東

(電子科技大學(xué) 通信抗干擾技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都611731)

軍事通信是決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要因素，具有信息優(yōu)勢(shì)的一方更容易獲得戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。軍事通信包含短波通信、超短波通信、流星余跡通信、衛(wèi)星通信等方式，其中衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、容量大等優(yōu)點(diǎn)，能更好地滿足戰(zhàn)場(chǎng)信息傳輸需求。以美國(guó)、俄羅斯、西歐發(fā)達(dá)國(guó)家為代表的軍事強(qiáng)國(guó)，擁有先進(jìn)的軍事衛(wèi)星通信技術(shù)，建造了一些典型的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)信息傳遞，為指揮機(jī)關(guān)的實(shí)時(shí)決策提供依據(jù)。為了在軍事對(duì)抗中保持優(yōu)勢(shì)，這些軍事強(qiáng)國(guó)又不斷發(fā)展新技術(shù)，在信息對(duì)抗中始終處于主導(dǎo)地位。在分析現(xiàn)有軍事衛(wèi)星通信發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)適用于軍事衛(wèi)星通信的新技術(shù)進(jìn)行了綜述。

軍事衛(wèi)星通信；對(duì)抗；發(fā)展動(dòng)態(tài)；新技術(shù)

0　引言

衛(wèi)星通信較短波、超短波通信具有更大的覆蓋范圍和通信容量，保證戰(zhàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)傳遞，在戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了非常重要的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展，在軍事對(duì)抗中需要處理越來(lái)越多的信息，要求軍用衛(wèi)星通信具有容量大、信息傳輸速率高、抗干擾、抗截獲的能力，需要發(fā)展新技術(shù)。

1　國(guó)外軍事衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

在美國(guó)主導(dǎo)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，衛(wèi)星通信發(fā)揮了極其重要的作用。在軍事衛(wèi)星通信方面，美國(guó)處于領(lǐng)先地位，其次是俄羅斯和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家。下面重點(diǎn)分析美國(guó)、俄羅斯及歐洲的軍事衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀。

1.1美國(guó)軍事衛(wèi)星通信

美國(guó)的新一代軍事衛(wèi)星通信主要包括窄帶、寬帶和受保護(hù)三類系統(tǒng)[1-2]，負(fù)責(zé)為美軍提供信息傳輸服務(wù)。窄帶系統(tǒng)使用UHF頻段，為美軍提供話音、低速率數(shù)據(jù)等服務(wù)，現(xiàn)階段美軍重點(diǎn)發(fā)展的窄帶系統(tǒng)是移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)。寬帶系統(tǒng)使用X和Ka頻段，主要解決大容量、高速率數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，現(xiàn)階段美軍重點(diǎn)發(fā)展的寬帶系統(tǒng)是寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)(WGS)。受保護(hù)系統(tǒng)使用EHF頻段，主要解決保密、抗干擾、防探測(cè)和防非授權(quán)接入等問(wèn)題，適用于保密通信，現(xiàn)階段美軍重點(diǎn)發(fā)展的受保護(hù)系統(tǒng)是先進(jìn)極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)(AEHF)。

1.1.1美國(guó)窄帶軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)

美國(guó)窄帶軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包括特高頻后繼星系統(tǒng)(UFO)和移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)[3]，其中移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)取代特高頻后繼星(UFO)系統(tǒng)，是美軍現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展的窄帶系統(tǒng)。

特高頻后繼星(UFO)系統(tǒng)發(fā)射了11顆衛(wèi)星，8顆正常運(yùn)行，2顆作為備份，還有1顆發(fā)射失敗了。UFO系統(tǒng)提供窄帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，美軍超過(guò)60%的用戶使用UFO終端進(jìn)行信息傳輸，終端類型多達(dá)50余種。UFO星上搭載有特高頻(UFO)和極高頻(EHF)的通信載荷，極高頻載荷用于實(shí)現(xiàn)與“軍事星”的互聯(lián)互通，提供全球戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信業(yè)務(wù)。UFO系統(tǒng)采用了抗干擾技術(shù)，可以為全球范圍內(nèi)的艦與艦、艦與岸、艦與機(jī)之間提供通信業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)與“艦隊(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)”終端的兼容。

“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)”對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和波形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)術(shù)通信，是窄帶軍用衛(wèi)星通信的核心系統(tǒng)。MUOS包含5顆衛(wèi)星，其中1顆為備份衛(wèi)星。到2015年9月，MUOS系統(tǒng)發(fā)射了4顆衛(wèi)星。

MUOS系統(tǒng)的性能和功能指標(biāo)如表1所示。

表1　移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)的性能

“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”與“特高頻后繼”的性能對(duì)比分析如下：MUOS采用WCDMA技術(shù)，而UFO采用的是DAMA，WCDMA可以大幅提升安全性及工作效率?！耙苿?dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”由于采用WCDMA技術(shù)，其容量受多址干擾的限制，是軟容量。UFO系統(tǒng)的容量決定于轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量或可用時(shí)隙數(shù)量，而MUOS系統(tǒng)的容量則決定于用戶的信道條件、發(fā)射功率等。MUOS單顆衛(wèi)星總?cè)萘考s為UFO單顆衛(wèi)星容量達(dá)到10.05 Mbps，總?cè)萘繛?0.126 Mbps，可同時(shí)支持4 189路2.4 kbps話音，而UFO系統(tǒng)總?cè)萘繛?.469 Mbps。

1.1.2美國(guó)寬帶軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)

美國(guó)寬帶軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)[4-5]是美軍重點(diǎn)發(fā)展的另一個(gè)發(fā)展方向，由第三代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS III)、先進(jìn)寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)(AWS)和寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)(WGS)組成[6-7]。美國(guó)國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS)的星座在東太平洋、西太平洋、東大西洋、西大西洋、印度洋五個(gè)區(qū)域提供通信服務(wù)。第三代國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)提出了服役期增強(qiáng)計(jì)劃，DSCS III與DSCS III SLEP的參數(shù)如表2所示。

表2　DSCS Ⅲ與DSCS Ⅲ SLEP衛(wèi)星參數(shù)

AWS也稱為轉(zhuǎn)型衛(wèi)星通信系統(tǒng)(TSAT)，原計(jì)劃是替代DSCS系統(tǒng)和寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)(Wideband Global Satcom，WGS)。但隨著WGS的擴(kuò)展，TSAT在2009年被放棄，其替代者就是WGS和先進(jìn)極高頻軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)(AEHF)。

WGS原名“寬帶填隙衛(wèi)星”(Wideband Gapfiller Satellite)，曾經(jīng)被視為國(guó)防通信衛(wèi)星(DSCS III)向先進(jìn)寬帶系統(tǒng)過(guò)渡的橋梁，2007年1月,美軍重新命名為“寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)”(WGS，Wideband Global Satcom)，變成骨干軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

從2007年開(kāi)始，WGS已發(fā)射7顆衛(wèi)星，預(yù)計(jì)第8、9、10顆衛(wèi)星分別于2016、2017和2019發(fā)射。

WGS占用 X 和 Ka 頻段，其中X和 Ka頻段的帶寬分布為500 MHz和1 GHz，采用數(shù)字信道化技術(shù)和相控陣天線技術(shù)，提供 9個(gè) X 頻段波束和10個(gè)Ka頻段波束，波束較窄，波束寬度1.5°，且可以移動(dòng)，能夠支持無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)回傳。WGS系統(tǒng)的的第1～3顆衛(wèi)星利用125 MHz帶寬，支持137 Mbps 的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)回傳。利用 Ka 頻段的反向極化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳輸速率為274 Mbps的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)回傳。

1.1.3美國(guó)受保護(hù)軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)

“先進(jìn)極高頻”(AEHF)衛(wèi)星也稱為第三代軍事星[8-9]，用來(lái)替換第二代“軍事星”(Milstar Ⅱ)，屬于受保護(hù)通信衛(wèi)星，其信息傳輸能力是現(xiàn)役第2代“軍事星”的10倍，提供給美軍用戶的帶寬增加了5倍，可處理更多的通信業(yè)務(wù)并支持戰(zhàn)術(shù)通信[10]。每顆AEHF衛(wèi)星價(jià)格只有“軍事星”的一半，大約5.8億美元，設(shè)計(jì)壽命15年。

“先進(jìn)極高頻”(AEHF)衛(wèi)星發(fā)射情況是，2010年8月12日發(fā)射了第1顆，2012年5月4日發(fā)射了第2顆，2013年9月18日發(fā)射了第3顆，預(yù)計(jì)第4、5、6顆分別于2017、2018和2019年發(fā)射。

AEHF衛(wèi)星提供的通信業(yè)務(wù)具有抗干擾、抗截獲、高安全性等特點(diǎn)，廣泛用于戰(zhàn)區(qū)指揮官的通信和指揮，可以實(shí)時(shí)傳輸圖像和戰(zhàn)場(chǎng)地圖。

AEHF系統(tǒng)包括空間段、控制段和用戶段?？臻g段有6顆衛(wèi)星，其中4顆為GEO衛(wèi)星?？刂贫沃饕獙?duì)在軌衛(wèi)星的狀態(tài)和業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控。用戶段包括各種類型的終端，例如機(jī)載、艦載、車載和便攜終端，并且與MILSTAR相同的終端兼容。地面站天線最大口徑為3 m，小型終端的天線只有幾厘米。 LTCC技術(shù)可減小相控陣天線的尺寸，將有源和無(wú)源的射頻元件封裝在低損耗絕緣材料中。

AEHF系統(tǒng)采用了擴(kuò)/跳頻技術(shù)，星上進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā)，可以在星上選擇路由。AEHF系統(tǒng)設(shè)計(jì)了星間鏈路，擴(kuò)大了覆蓋范圍，降低了對(duì)地面系統(tǒng)的依賴程度。AEHF系統(tǒng)的用戶分為不同的優(yōu)先等級(jí)，系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)先級(jí)提供相應(yīng)的通信服務(wù)。系統(tǒng)采用了相控陣天線、波束成形、毫米波單元和電推進(jìn)系統(tǒng)等一些新技術(shù)。天線選用銦的磷化物材料，降低了噪聲系數(shù)。

AEHF系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：

衛(wèi)星星體：A2100；

星座衛(wèi)星數(shù)：6顆(4顆在同步軌道)；

衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命：14年；

工作頻段：上行鏈路和星間鏈路工作在EHF頻段，下行鏈路工作在SHF頻段；

有效載荷：星上信號(hào)處理，頻段交叉EHF/SHF通信；

星載天線：2副SHF下行鏈路相控陣天線；2副星間鏈路天線；2副上行和下行零點(diǎn)控向天線；1副上行EHF相控陣天線；6副上行和下行鏈路圓盤(pán)天線；

每顆衛(wèi)星的通信容量：430 Mbps；

用戶數(shù)據(jù)速率：戰(zhàn)術(shù)用戶8.2 Mbps，戰(zhàn)略用戶l9.2 kbps；

星間鏈路數(shù)據(jù)速率：60 Mbps。

1.2俄羅斯軍用衛(wèi)星通信

俄羅斯軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括靜止軌道軍事通信衛(wèi)星、橢圓軌道軍事通信衛(wèi)星和“宇宙”系列軍事通信衛(wèi)星[11]。

1.2.1俄羅斯靜止軌道軍事通信衛(wèi)星

俄羅斯靜止軌道軍事通信衛(wèi)星包括“虹”系列和“地平線”系列衛(wèi)星，“虹”系列分為三代，俄羅斯“虹-1M”衛(wèi)星是第3代軍用通信衛(wèi)星，2007年、2010年、2013年分別發(fā)射了1顆該型號(hào)衛(wèi)星，替代第二代“虹-1”衛(wèi)星。該型號(hào)衛(wèi)星傳輸能力強(qiáng)，使用L 、C 、X和 Ka 頻段通信。在軍事應(yīng)用方面，該衛(wèi)星主要為俄羅斯政府高層官員提供戰(zhàn)略通信，能夠在俄軍隊(duì)和上級(jí)指揮中心之間建立通信鏈路，且能夠通過(guò)部署在戰(zhàn)場(chǎng)上的小型移動(dòng)終端傳輸信息?！暗仄骄€”系列地球同步衛(wèi)星的軌道位于西經(jīng)11°和14°，東經(jīng)40°、53°、80°、90°、96.5°、103°、140°。一個(gè)典型的“地平線”通信衛(wèi)星有效載荷包括6個(gè)通用的6/4 GHz的轉(zhuǎn)發(fā)器(用于電視機(jī)、音響、傳真機(jī)，其中5個(gè)功率為12.5 W，1個(gè)功率為60 W)，1個(gè)Luch 14/11 GHz轉(zhuǎn)發(fā)器(功率為15 W)，1個(gè)Volna 1.6/1.5 GHz的轉(zhuǎn)發(fā)器(功率為20 W)。Volna轉(zhuǎn)發(fā)器和海事衛(wèi)星Inmarsat兼容，可以為俄羅斯的商船隊(duì)提供服務(wù)。

1.2.2俄羅斯橢圓軌道軍事通信衛(wèi)星

俄羅斯橢圓軌道軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是“閃電”系列衛(wèi)星，該系列衛(wèi)星位于大偏心率橢圓衛(wèi)星軌道上，軌道傾角為63.4°，周期大約為12 h，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高緯度地區(qū)的長(zhǎng)時(shí)間覆蓋。大橢圓軌道軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)包含閃電-1 (Molniya-1)、閃電-2M和閃電-3(Molniya-3)衛(wèi)星，為俄政府和軍事部門(mén)提供戰(zhàn)略通信支持，用于軍事指揮、控制和通信?！伴W電”系列衛(wèi)星有5 顆，包括閃電-1T、閃電-3 及“子午線”三種型號(hào)。

閃電-3通信衛(wèi)星從1974～2003年共發(fā)射了55次，衛(wèi)星代號(hào)從Molniya 3-01到Molniya 3-53。早期閃電-3衛(wèi)星由4顆衛(wèi)星組成，用于創(chuàng)建蘇聯(lián)北部地區(qū)的軌道通信系統(tǒng)，主要用于民用。直到1983年被軍方采用，通信有效載荷由3個(gè)4～6 GHz轉(zhuǎn)發(fā)器組成，輸出功率達(dá)40～80 W。 2000年以后，閃電-3的星座由分布在8個(gè)軌道面的16顆衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星配置3個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，可傳一路電視信號(hào)或200路話音信號(hào)，保證空軍機(jī)動(dòng)部隊(duì)和海軍艦隊(duì)的通信服務(wù)。

俄羅斯分別于2006年和2009年各發(fā)射了一顆“子午線”軍事通信衛(wèi)星，是“閃電”衛(wèi)星的后繼型號(hào)，采用大橢圓軌道，保障俄北部海域船只和飛機(jī)與陸地之間的通信。

1.2.3俄羅斯“宇宙”系列軍事通信衛(wèi)星

2009年俄羅斯發(fā)射了宇宙-2451/2452/2453 3顆“泉”(Rodnik)通信衛(wèi)星，還發(fā)射了一顆宇宙-2454通信導(dǎo)航衛(wèi)星，據(jù)推測(cè)是“帆”(Parus)通信導(dǎo)航衛(wèi)星，為國(guó)防部提供服務(wù)。

1.3歐洲軍用衛(wèi)星通信

歐洲主要軍事通信衛(wèi)星包括：英國(guó)“天網(wǎng)-5”軍事通信衛(wèi)星[12]、北約第四代軍事通信衛(wèi)星、法國(guó)和意大利Athena-FIDUS[13]。

1.3.1英國(guó)“天網(wǎng)-5”軍事衛(wèi)星

天網(wǎng)-5是英國(guó)的先進(jìn)軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，由阿斯特留姆公司研制，采用EUROSTAR-3000S衛(wèi)星平臺(tái)，設(shè)計(jì)壽命15年，使用X頻段，其容量是同頻段在軌通信衛(wèi)星中最大的。天網(wǎng)-5衛(wèi)星質(zhì)量為4 635 kg，體積為4.5×2.9×3.7 m3，太陽(yáng)能帆板展開(kāi)后達(dá)34 m，整星功率6 kW，載荷功率4.5 kW。星上轉(zhuǎn)發(fā)器具有抗干擾和抗毀能力。

天網(wǎng)-5衛(wèi)星系統(tǒng)提供加密語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)英國(guó)陸?？杖姷乃衅脚_(tái)及所有人之間的實(shí)時(shí)通信，該系統(tǒng)還與美國(guó)的“國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”互聯(lián)互通。

1.3.2北約第四代軍事通信衛(wèi)星

北約第四代軍事通信衛(wèi)星簡(jiǎn)稱NATO IV。NATO IV是一組服務(wù)于北約組織和英國(guó)國(guó)防部的通信衛(wèi)星系統(tǒng)。NATO IV衛(wèi)星是參照Skynet-4衛(wèi)星的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。NATO衛(wèi)星系統(tǒng)由2顆通信衛(wèi)星、27個(gè)衛(wèi)星地面終端(SGT)、2個(gè)控制中心和在意大利Latina 的NATO學(xué)院部分共同構(gòu)成。海軍船只使用NATO衛(wèi)星并加入NATO擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)，NATO SGTs 可以為海軍提供通信服務(wù)。

NATO IV-A衛(wèi)星工作在SHF和UHF頻段。SHF轉(zhuǎn)發(fā)器提供4條信道，UHF轉(zhuǎn)發(fā)器提供2條信道。 NATO IV-A 提供點(diǎn)波束和全球波束覆蓋，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地面所有信關(guān)站和海上船只的全面覆蓋。SHF覆蓋區(qū)包括加拿大東部、大西洋、北非一部分、歐洲和格陵蘭的東南部(大約西經(jīng)80 °到東經(jīng)60°，北緯75°到南緯25°)。UHF覆蓋了美國(guó)東部、大西洋、南美洲、非洲和格陵蘭的絕大部分(大約西經(jīng)90°度到東經(jīng)60°，北緯75°到南緯75°)。

第一顆NATO IV衛(wèi)星NATO IV-A在1991年發(fā)射，第二顆衛(wèi)星NATO IV-B在1993年發(fā)射。NATO IV-A為北約組織成員國(guó)和軍隊(duì)之間提供安全的軍事和外交通信。這些衛(wèi)星配置了UHF、X波段和C波段通信設(shè)備，似乎不為美國(guó)空軍控制。NATO IV-A在西經(jīng)18°，NATO IV-B在東經(jīng)6°。

1.3.3法國(guó)和意大利 Athena-FIDUS

在發(fā)展新一代軍事通信衛(wèi)星方面，法國(guó)與意大利選擇了國(guó)際合作的方式，并且開(kāi)始向 Ka 頻段邁進(jìn)[6]?！把诺淠?費(fèi)多思”(Athena-FIDUS)，全稱為“歐洲聯(lián)軍戰(zhàn)場(chǎng)接入——法意軍民兩用衛(wèi)星”，是面向網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)場(chǎng)而發(fā)展的軍事通信衛(wèi)星，支持陸海空各類作戰(zhàn)平臺(tái)和應(yīng)用。

Athena-FIDUS衛(wèi)星的整星容量達(dá)到 3 Gbps，與美軍的WGS系統(tǒng)接近。采用 Spacebus -4000 B2 平臺(tái)，整星質(zhì)量 3.4頓，整星功率 4.9 kW，設(shè)計(jì)壽命 15 年。對(duì)于星上有效載荷，法國(guó)設(shè)計(jì)了11路Ka頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，包括1個(gè)固定波束和6個(gè)可移動(dòng)波束；意大利設(shè)計(jì)了11路Ka和EHF頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，包括1 個(gè)固定波束和2個(gè)可移動(dòng)波束。

意大利計(jì)劃建設(shè)與美國(guó)和北約獨(dú)立的軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并于1996年啟動(dòng)了“錫克拉”計(jì)劃[13]，該計(jì)劃全稱為“意大利保密通信與告警系統(tǒng)”，采用極高頻(EHF)，提供戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信服務(wù)。錫克拉-2衛(wèi)星采用多波束切換天線、數(shù)字信道化處理和多端口放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在空間、頻率和功率等資源的靈活配置。

2　國(guó)外軍事衛(wèi)星通信新技術(shù)

國(guó)外軍事通信衛(wèi)星采用新技術(shù)，提高通信對(duì)抗能力。

(1)軍用衛(wèi)星通信的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)軍用衛(wèi)星通信的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[1,14]，考慮不同的用戶需求及層次結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，使軍用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)具備網(wǎng)系對(duì)抗能力。

(2)數(shù)字信道選擇技術(shù)

使用數(shù)字信道選擇技術(shù)[8]，實(shí)現(xiàn)不同頻段的相互連接,用戶可以高效地利用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬資源，提高資源利用率。信號(hào)可從一個(gè)頻帶切換到另一個(gè)頻帶，可靈活實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)的互連互通，用戶同時(shí)使用不同頻段，具有更大的靈活性和連通性。支持多點(diǎn)傳輸和廣播業(yè)務(wù)，為網(wǎng)絡(luò)控制提供有效的上行鏈路頻譜監(jiān)控功能。

(3)相控陣天線

相控陣天線[3]具有賦形和改變覆蓋區(qū)域大小的能力,可以根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求及所處位置，提供覆蓋區(qū)域的波束形成。此外，將波束形成和干擾源的方向估計(jì)結(jié)合起來(lái)，可以有效抑制干擾。

(4)星上載荷可重構(gòu)技術(shù)

采用軟件無(wú)線電技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)星上載荷進(jìn)行重構(gòu)，提高星上設(shè)備的抗毀能力。

(5)先進(jìn)的抗干擾技術(shù)

為了提高軍事衛(wèi)星通信的抗干擾能力，可采用以下先進(jìn)技術(shù)[7,15]：波形設(shè)計(jì)、上行鏈路和下行鏈路均采用跳頻、零點(diǎn)控向天線、波束成形、相控陣天線、星上處理技術(shù)、星間鏈路技術(shù)及抗干擾通信協(xié)議。

(6)多載波跳頻技術(shù)

軍事通信衛(wèi)星采用跳頻技術(shù)可以在頻率選擇性衰落信道傳輸信息中獲得頻率分集增益，具有抗干擾、抗截獲能力。但是跳頻帶寬限制了全數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，帶寬越大，則要求處理器速度越高，而通常FPGA受限于其時(shí)鐘速度。跳頻集越大，則全數(shù)字跳頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)越困難。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行串行數(shù)字處理，將限制寬帶數(shù)字系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。軍用衛(wèi)星通信采用多載波跳頻技術(shù)[14]，對(duì)跳頻信號(hào)進(jìn)行并行處理，有助于解決跳頻帶寬帶來(lái)的處理瓶頸問(wèn)題。

(7) 隱蔽通信技術(shù)

軍事衛(wèi)星通信要求具備抗截獲能力，在保證己方信息傳遞的同時(shí)，不被敵方截獲，需要對(duì)波形進(jìn)行設(shè)計(jì)，使通信信號(hào)淹沒(méi)在噪聲信號(hào)中，增加敵方檢測(cè)信號(hào)的難度。

(8) 激光通信鏈路

激光通信可以提供更大的傳輸容量，常用于星間鏈路。激光通信對(duì)指向、捕獲、跟蹤(PAT)有較高的要求，可以提高鏈路抗干擾能力。

(9) 雷達(dá)和通信波形的一體化設(shè)計(jì)技術(shù)

對(duì)衛(wèi)星通信和雷達(dá)信號(hào)波形進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)[16]，采用OFDM技術(shù)，部分子頻段用于發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，而另外的子頻段用于發(fā)射通信信號(hào)，根據(jù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)度資源。

(10) 軍事衛(wèi)星通信的軍民融合技術(shù)

將商用通信技術(shù)應(yīng)用于軍事衛(wèi)星通信[17]，包括先進(jìn)的商業(yè)衛(wèi)星技術(shù)以及地面商用通信系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展。

3　結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是陸、海、空、天、電的綜合對(duì)抗，戰(zhàn)場(chǎng)空間趨于多維和擴(kuò)展，信息化戰(zhàn)場(chǎng)日益透明，需要一體化聯(lián)合作戰(zhàn)與體系對(duì)抗和網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗，而這一切都離不開(kāi)軍事衛(wèi)星通信的支持。軍事衛(wèi)星通信可以實(shí)時(shí)傳遞戰(zhàn)場(chǎng)信息，并將總部的命令安全準(zhǔn)確地下發(fā)到各級(jí)指揮機(jī)關(guān)及士兵。我國(guó)要在未來(lái)的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中取得勝利，離不開(kāi)軍用衛(wèi)星通信的支持，因此需要大力發(fā)展我國(guó)的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并采用先進(jìn)的通信技術(shù)及抗干擾、抗截獲技術(shù)，在信息對(duì)抗中立于不敗之地。

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Review on Development and New Technologies of Military Satellite Communications Aboard

ZHU Li-dong

(National Key Laboratory of Science and technology on Communications,UESTC,Chengdu Sichuan 611731,China)

The military communication is one of the most important factors to determine the outcome of war.The side having information superiority is more active in the war.The military communication includes HF communication,VHF communication,meteor trail communication and satellite communication.The satellite communication has such advantages as wide coverage and large capacity,which can meet the requirements of information transmission in the battlefield in a better way.The military powers represented by the United States of America,Russia and West Europe possess advanced technologies of military satellite communication,have built some typical military satellite communication systems,and have applied them to information transmission in the battlefield,which help the operational commanding authority to make real-time decision in military countermeasures.To get the advantages of military countermeasures,these military powers continue developing new techniques,and remain in a dominant position in information countermeasures.On the basis of analyzing the development trend of military satellite communication,this paper introduces briefly some new technologies.

military satellite communication; countermeasure; development; new technology

10.3969/j.issn.1003-3114.2016.05.01

引用格式：朱立東.國(guó)外軍事衛(wèi)星通信發(fā)展及新技術(shù)綜述[J].無(wú)線電通信技術(shù),2016,42(5):01-05,34.

2016-06-28

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(2012AA01A502)；四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014GZX0004)

朱立東(1968—)，男，畢業(yè)于電子科技大學(xué)通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，電子科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師,主要研究方向：衛(wèi)星通信及通信信號(hào)處理，主持完成與衛(wèi)星通信相關(guān)的國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃、國(guó)防預(yù)研以及與中電集團(tuán)和航天集團(tuán)研究院所的橫向合作項(xiàng)目20余項(xiàng)，發(fā)表論文150余篇，出版著作4本。

TN911.7

A

1003-3114(2016)05-01-5