特高頻 (UHF) 衛星通信的工作能力對於完成海軍作戰使命非常重要,是海軍主要的通信手段,海軍、海軍陸戰隊、空軍和陸軍中的全球通信,大都是依賴UHF衛星通信。
研製背景,研製計畫,組成及性能,組成,基群,技術特點,
研製背景
但是艦隊通信衛星系統已經超過了其預定的設計壽命,並且也已經超載,因此美國海軍制定了UHF衛星通信的後續計畫,即UFO計畫,為海軍提供以後的UHF衛星通信業務和提供增加信道的能力。
研製計畫
UFO軍事衛星的要求由參謀長聯席會議提出,海軍航天指揮部管理,計畫共由9顆衛星組成星座,研製單位是航天和海軍作戰系統指揮部(SPAWAR),生產單位是Hughes航天和通信系統公司。設計建造該衛星的目的是用來接替4顆艦隊衛星通信(FLTSATCOM)的衛星和3顆LEASAT衛星。因為極高頻(EHF)信號比特高頻(UHF)信號的抗干擾性和抗截獲性更好,因此從第4顆UFO衛星開始(於1995年1月發射)將裝備極高頻(EHF)通信能力。
UFO衛星系統研製時間表為:1988年7月開始建造第1顆衛星,契約價值1億2千零30萬美元,在1990年又增加2顆衛星的契約。1993年發射第1顆UFO F-1衛星失敗,同年年末又發射了第2顆UFO F-2。在1994年2月美國海軍訂購了第10顆衛星,截止1995年初,總的UFO建造和發射契約總計接近17億美元。按計畫1995年發射了三顆衛星F-4、-5和-6,1996年6月發射第7顆衛星F-7,1998年3月發射了第8顆衛星F-8,同年決定推遲原定當年9月要發射的第9顆衛星。目前F-2到F-8七顆衛星正常運行。它們覆蓋的區域包括大西洋、太平洋和印度洋以及美國大陸。1999年底,美國海軍訂購的第11顆UFOF-11衛星將攜帶一個特高頻通信載荷和一個受保護的極高頻通信載荷,可提供具備編碼和抗干擾功能的保密通信。
組成及性能
UFO的9顆衛星中的8顆在赤道軌道上,提供近全球的覆蓋範圍,包括美國大陸本土、大西洋、太平洋和印度洋。還有一顆是在軌道上的備用衛星,這9顆UHF後續衛星將完全與現有的艦隊衛星通信(FLTSATCOM)衛星相兼容。
空間部分每顆衛星裝有一個通信模組,一個推進裝置模組,若干個電源,若干個傳送與接收天線和一個遙測、跟蹤與指揮(TT&c)分系統。其太空飛行器是三軸穩定的,重量大約為1078kg,在完全展開的太陽能電池組兩端之間寬1.7m,星體體積大約為0.21 m3。
組成
UFO的通信模組含有一個UHF通信分系統和一個SHF通信分系統。UHF通信分系統包括若干個25kHz和5kHz的信道。SHF通信分系統接收艦隊廣播信道的上行線路寬頻抗干擾信號。該衛星上裝備的天線有下列4種類型:
①具有一個帶若干反射盤和4個交叉偶極子輻射器,無反射罩的UHF發射天線(用於UHF信息交換系統(IXS))。
②一個平面,4振子接插陣的UHF接收天線(用於UHFIXS信道)。
③喇叭形SHF發射天線(用於信標數據)。
④喇叭形SHF接收天線(用於艦隊廣播)。
遙測、跟蹤與指揮(TT&C)分系統可提供抗干擾的保密衛星控制而不需要新的地面控制與跟蹤設備。該UHF衛星系統套用的信號與目前的租用衛星(LEASAT)及其地面設備套用的信號是同樣SHF TT&C信號。
基群
信道特性
基群Ⅰ
2個25kHz頻寬信道(可變的衛星變換頻率);
EIRP為28dBW;
抗干擾SHF、上行線路;
4個下行線路頻率:250.350,250.250,250.550和250.650MHz;
4個上行線路頻率:SHF
基群Ⅱ
9個25kHz頻寬信道(採用41MHz衛星變換頻率);
EIRP:4個信道為28dBW,
5個信道為26dBW;
每個信道4個下行線路頻率:
251.400~269.950 MHz;
每個信道4個上行線路頻率:
292.850~310.950 MHz
基群Ⅲ
8個25kHz頻寬信道(採用33.6MHz衛星變換頻率);
EIRP為26dBW;
每個信道4個下行線路頻率:
260.375~263.925MHz;
每個信道4個上行線路頻率:
293.975~297.525 MHz
基群Ⅳ
8個5kHz頻寬信道(採用73.1MHz衛星變換頻率);
EIRP為20dBW;
每個信道4個下行線路頻率:
243.925~244.225 MHz;
每個信道4個上行線路頻率:
317.015~317.325 MHz
基群Ⅴ
13個5kHz頻寬信道(採用53.6MHZ衛星變換頻率);
每個信道4個下行線路頻率:
248.845~249.355 MHz;
每個信道4個上行線路頻率:302.445~302.955MHz;
EIRP為20dBW
註:EIRP??等效全向輻射功率。
統一空間作戰中心(CSOC)擁有參謀長聯席會議(JCS)授於的對UHF後續衛星的總控制權。該衛星的日常控制權授權給海軍衛星控制站(NSCS)。它完成其主要控制和衛星測距。關於遙測、跟蹤與指揮(TT&C)工作通過CSOC由遠程跟蹤站來實施,該項工作包括其遙測鏈路監測和控制狀態。在海軍衛星控制站運行中斷的情況下,遠程跟蹤站可完成UFO衛星系統的備用控制和測距功能。
技術特點
UHF後續(UFO)衛星從1993年開始替代FLTSATCOM和LEASAT衛星,它是作為第一流的先進通信鏈路提供給美國海軍艦船使用的,該衛星設計運行壽命是10年,使用了先進的按需分配多址(DAMA)技術,該系統與原來的FLTSATCOM和LEASAT衛星系統可兼容,這兩個系統現有的UHF衛星地面終端,UFO系統都可以使用。將有一段時間,UFO與FLT-SATCOM和LEASAT系統互動使用這些地面終端。衛星上具有處理1條SHF上行線路的能力,從第4顆UFO衛星開始,安裝抗干擾的EHF外掛程式。每個衛星有39個信道,其中21個窄帶信道頻寬為5kHz,17箇中繼信道每個頻寬為25kHz,還有一個艦隊廣播信道頻寬為25kHz。而以前的艦隊衛星通信系統(FLTSATCOM)僅提供X個信道。計畫發射的UFO9顆衛星中,有6顆增加了EHF部件,這與以前的UHF衛星系統相比,它顯著提高了抗干擾能力和增加了可用的頻寬。EHF部件的工作與Milstar衛星系統的地面終端相兼容。該系統價格相對便宜。