Milstar军用卫星通信系统是如何组成的?

按照最初的计划,Milstar星座由八颗卫星组成,其中五颗位于赤道上方,其中一颗是在轨备份卫星,其他卫星位于极地覆盖范围更高或更低的纬度。但由于美国各界对原计划意见不一,美国国防部建议减少1990的卫星数量,6颗Milstar卫星的计划制定于1994。Milstar卫星通信系统采用EHF频段,上行44GHz,下行20GHz,带宽可达2GHz。与UHF频段相比,EHF频段具有全球覆盖范围大、无线电盲区少的特点。此外,它还有一条从卫星到卫星的星际链路,从而缩短了通信距离;且其频率高,频带宽,抗干扰和抗截获性能好;它还具有天线小的优点。

在卫星上使用多样化的天线可以进一步提高抗干扰能力。一种是使用高增益通用锐定向波束天线,发射轮廓分明的点波束,可以为海上特遣部队的特殊区域提供良好的通信,由于天线的高增益,有可能使用最小的终端;还有快速扫描多波束阵列天线,可用于全球高增益、低旁瓣的抗干扰通信。天线采用天线调零技术,可以在敌方干扰方向上对波束进行调零,从而进一步增强干扰环境下的抗干扰能力。

卫星上有一个平台处理器,对接收到的每个信道信号进行解扩、解调和解码,经过上述逆过程后,再传输到地面终端。卫星上有一整套计算机,在没有地面网络控制站实施的情况下,通过“先申请先进者”自动控制多路通信资源。

整个通信系统的定时是基于星座的原子标准时钟。为了确保网络中新注册终端的同步,卫星提供检测响应。船上还有一个任务控制单元,采用人工智能技术,可以通过自身的冗余控制进行重新组装和修复。即使地面任务控制站被摧毁,在没有地面干预的情况下,卫星仍然可以正常工作6个月左右。

卫星上储存有大量推进剂,受到攻击时可以机动变轨。应答器中开通了1.544Mb/s/s的中速数据速率(MDR)通道,与低速数据速率(LDR,75b/s ~ 2.4 KB/s)并存。MDR通道不到7分钟传输一个标准的战区空战命令,不到10秒向战舰发送巡航导弹目标修正数据,非常有利于抢占作战先机。

星间通信采用60GHz频段,无多跳或地面中继,易受敌方攻击。采用两种多址技术,上行链路采用频分多址和全频带跳频,下行链路采用时分多址和快速跳频。卫星传输的信息是加密的,采用了先进的纠错技术。即使将近一半的比特被扰乱或丢失,纠错码仍然可以恢复信息。每个卫星可以有50个EHF频道和4个SHF频道。

关于卫星系统的地面部分,在Milstar卫星通信系统联合终端设备计划办公室的领导下,武装部队设计和开发了一系列不可摧毁和可互操作的终端设备。美国海军计划的Milstar地面终端用于补充和替换超高频设备。将采用一个/USC-38 (V)终端,它可以在中等数据速率下工作。根据实际应用,会配置不同直径的天线,如岸站1.8m,船站87cm,潜艇潜望镜14cm。至于终端中的关键部件,包括天馈、罗盘、铷频参考钟、同步器以及5W和10W固态功率放大器,陆军要求所有承包商都要做备份配置。