軍用通信衛星

軍用通信衛星

軍用通信衛星是作為空間無線電通信站,擔負各種通信任務的人造地球衛星。衛星通信具有通信距離遠、容量大、質量好、可靠性高、保密性強、生存能力好、靈活機動等特點。

基本介紹

  • 中文名:軍用通信衛星
  • 外文名:tacsatcom
  • 作為:作為空間無線電通信站
  • 特點:通信距離遠、容量大等
  • 包括:戰略通信衛星和戰術通信衛星
簡介,具體舉例,蘇聯,美國,第一顆通信衛星,使用頻段,發展趨勢,

簡介

包括戰略通信衛星和戰術通信衛星。前者提供全球性的戰略通信,後者提供地區性戰術通信以及軍用飛機、艦船和車輛乃至單人背負終端的機動通信。80年代以來戰略通信衛星和戰術通信衛星的區分已不明顯。軍事通信聯絡要求迅速、準確、保密和不間斷。與民用通信衛星相比,現代軍用通信衛星具有抗干擾性好、機動靈活性大、可靠性高、生存力強等顯著特點。這些特點是靠選擇不同通信體制、調整發射功率和接收靈敏度、改變天線波束寬窄和指向、實行星上信號處理(包括跳頻、解調等)和交叉組合連線、強化遙控指令系統和採用核電源等技術來達到的。通信的保密性主要是靠地面通信終端設備對信息作特殊處理來保證。
軍用通信衛星軍用通信衛星

具體舉例

蘇聯

蘇聯用於軍用的通信衛星有混編在“宇宙”號衛星系列中較低軌道的通信衛星,大橢圓軌道的“閃電”號通信衛星以及地球靜止軌道的“虹”號、“螢光屏”號和“地平線”號等通信衛星。英國和北大西洋公約組織分別擁有“天網”號和“納托”號軍用通信衛星。

美國

1982年10月 29日美國用“大力神”34D型運載火箭加慣性末級同時發射了“國防通信衛星”Ⅲ號和另一顆“國防通信衛星”Ⅱ號。“國防通信衛星”Ⅲ號系列衛星是先進的軍用通信衛星,採用靜止軌道,將在東經54°、175°和西經12°、135°赤道上空分別部署 4顆工作衛星和2顆備用衛星。每顆衛星裝有7個轉發器和10副不同類型的天線,總頻寬為375兆赫,能夠以頻分多址、碼分多址和單路單載波多種通信體制工作,通信靈活,機動性和抗干擾性強。雙軸萬向架圓盤天線可控制點波束指向,使覆蓋區根據需要而移動;喇叭天線保證全球範圍覆蓋;1副61個饋源陣接收天線和2副19個饋源陣發射天線可根據需要改變覆蓋區的大小和形狀,並使功率獲得最佳分配,因而具有全球戰略通信和局部戰術通信的雙重功能。通信轉發器增益控制範圍可達39分貝。套用衛星上的通道開關通過地面遙控指令可與各種收發天線組合交叉連線,提高了通信的可靠性和靈活性。S、X波段雙重遙控指令系統加強了衛星的生存能力。衛星採用公用艙設計(見太空飛行器設計)既簡化了測試,又易於排除故障,還可以縮短衛星的研製周期。它可用“大力神”號運載火箭發射,也可用太空梭發射,還具有為同時發射兩顆衛星的結構接口。

第一顆通信衛星

世界上第一顆通信衛星是美國於1958年12月18日發射的 “斯科爾”號衛星。這是一顆試驗性衛星、該衛星成功地將當時美國總統艾森豪的聖誕節獻詞傳送回了地球。世界上最早的地球同步軌道通信衛星是美國的 “辛康”號衛星。1963年2月14日,發射的 “辛康”1號僅獲部分成功。1963年7月26日發射的 “辛康”2號獲完全成功。它當時主要用於侵越美軍與五角大樓之間的作戰通信,從此衛星通信衛星具有通信範圍大的優點,在赤道上空等距離布設3顆衛星,即可實現除南北極之外的全球通信。中國於1984年和1986年先後奧發射了試驗性和實用性地球同步通衛星。

使用頻段

軍用通信衛星今後正向更高頻段(上、下行為44/20吉赫)方向發展。選擇更高的頻率可使收發波束變窄,實現跳頻範圍大,減少被竊聽和受干擾的可能,也可使地面天線等設備小型化,使通信終端具有更好的機動性。通過電子、機械或兩者相結合的方式控制波束的形狀、大小和方向,可進一步提高通信的靈活性和抗干擾能力,尤其是採用可控零點指向的相控陣天線後能切斷來自覆蓋區內任何點的干擾信號。衛星採取防電磁脈衝和核輻射的保護措施,可提高衛星在直接攻擊和核爆炸情況下的生存能力。

發展趨勢

從轉播體育比賽到遠程醫療,衛星通信的套用已經大大縮小了世界各地的距離,並提供了跨越大洲的光速通信。現在,衛星正幫助軍用車輛與遠遠超出地平線的外界保持聯繫。
通常,軍用車輛主要套用三種無線電通信方式與士兵、指揮人員以及其它部隊的車輛保持聯繫。這三種通信方式包括:高頻(簡稱HF,電磁頻譜範圍為3兆赫至30兆赫)無線電通信、甚高頻(簡稱VHF,電磁頻譜範圍為30兆赫至300兆赫)無線電通信以及超高頻(簡稱UHF,電磁頻譜範圍為300兆赫至3000兆赫)無線電通信。在這三種無線電通信方式中,只有高頻通信提供超視距(簡稱BLOS)無線電覆蓋。這是因為高頻傳輸需要利用電離層,電離層是一種位於85公里至660公里高空之間的部分電離的大氣區域,它就像蹦床一樣,高頻信號可以通過它不斷反射到達目的地。但是,雖然高頻無線電通信可以提供非常之大的通信距離,然而它們能夠處理的數據、圖像和語音流量極其有限。相反,甚高頻和超高頻無線電通信方式可以處理大量的語音、數據和圖像,不過它們只有很小的通信距離,因為它們只能提供視距通信。簡而言之,高頻無線電通信方式為人們提供了遠距離通信,但其頻寬受到限制;甚高頻和超高頻無線電通信方式為人們提供了高頻寬,但是其通信距離有限。
這樣的物理學基本原理使得世界各國的軍隊煩惱不已。事實上,高頻、甚高頻和超高頻通信性能不大可能很快發生改變,除非物理定律發生了重大變化,但是就目前來說,這顯然不太可能。然而,世界各國的軍隊都需要處理越來越多的大量的信息,目前主要使用具有指揮和控制性能的電子作戰管理系統(簡稱BMS)以及無人機(UAV)和士兵光電系統收集的大量數據。
解決這個無線電通信難題的方法之一就是衛星通信(簡稱SATCOM)。利用衛星通信能夠在全世界範圍內傳輸大量的語音、數據和圖像,因為這些信號能夠傳輸到天空,被衛星反彈後到達它們的目的地。如今的士兵們都配備了衛星通信終端,他們可以將其攜帶到需要的地方並且設定妥當,以便為自己提供超視距通信;士兵們也越來越多地受益於個人衛星通信終端,因為指揮部可以使用固定的天線滿足他們的衛星通信需求。這些都很好,但是軍用車輛呢?它們也越來越需要使用衛星通信以享有高頻寬通信,為此全世界的一些主要公司正在為靜止或者移動中的輪式或者履帶式軍用車輛提供移動衛星通信終端。
移動衛星通信在未來的一個發展趨勢是越來越多地採用Ka波段。正如上面所介紹的,許多移動衛星通信系統的用戶裝備了在X波段和Ku波段工作的移動衛星通信終端。採用X波段進行軍事通信的問題是只有大約500兆赫的頻譜分配,這意味著它遠遠不能滿足對於衛星通信服務的高度需求。採用Ku波段提供了一個潛在的解決方案,但是它也難以滿足軍事和商業衛星通信用戶不斷增長的需求。因此,尋求新的、未充分利用的無線電頻譜將變得越來越迫切。在未來幾年,Ka波段在這方面可以為一些軍事衛星通信用戶提供急需的空間,不論是移動還是其它方式。

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