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第4章 美国舰队卫星通信系统

研制背景与计划

舰队卫星通信系统(FLTSATCOM)为美国海军提供多信道UHF通信,并且也支援美国空军轰炸机和导弹发射控制中心、全部机载指挥站及某些美国陆军的核导弹部队。

1971年通过了FLTSATCOM计划,由美国海军执行系统开发和生产的代理,并分配美国空军负责航天器的开发。

最初的技术要求是由在固定轨道上的4颗卫星提供全球覆盖。最初的计划第一颗卫星是在1975年发射,但后来开发过程中推迟到1978年发射,1981年发射的第5颗备用卫星失效。

1983年4月,美国空军投资0.156亿美元与TRW公司签订了增加FLTSATCOM材料的合同,该年6月又与其签订订购三颗新卫星的合同,价值1.811亿美元。有两颗卫星上携带了EHF通信组件,用来为“军事星”(Milstar)卫星的快速跳频抗干扰通信部件进行试验,卫星的UHF接收子系统由E-系统公司供给。1986年12月发射第1颗带EHF组件的卫星,1989年9月发射第2颗,还有一颗FLT-SATCOM卫星在1987年发射时丢失。FLTSATCOM卫星共发射8颗,目前均已超过预定寿命,只有第7和第8颗仍在使用。

FLTSATCOM卫星对所有的海军舰船提供UHF频段的抗干扰舰队广播业务,还提供对岸站、舰队弹道导弹潜艇、航空母舰、巡洋舰、某些飞机,以及其他的舰船和潜艇使用的计算机到计算机数字数据交换的指挥和控制通信链路。

系统组成及性能

美海军特高频舰队卫星通信系统由四颗同步轨道卫星、地面控制站和各种通信终端组成。四颗卫星分别位于东经72°、东经172°、西经23°和西经100°上空。该卫星由TRW公司制造。发射时重约1860ks。它装有两种组件,一种是带通信设备的有效负载组件,另一种是带电源和太阳能电池组的航天器组件。通信设备由特高频、超高频和S波段中继器、转发器和天线组成。

该卫星是三轴稳定的,能使天线一直指向地球。时钟驱动使太阳能电池板保持在最佳接收方向。其太阳能电池组设计成能在5年运行之后提供1400W的功率。此外,一组镍镉电池根据需要还可将其电能供给峰值负载。

该卫星装有四副天线:一副发射用的带螺旋双线馈源的4.8m特高频抛物面反射器天线;一副特高频18匝的螺旋形接收天线;一副安装在星体上,位于特高频抛物面反射器“透明”部分之后的超高频喇叭形天线和一副S波段锥形螺旋跟踪遥测天线。此外,一些卫星上述装有一个极高频(EHF)组件,这种设备组件可提供初始试用性的极高频通信能力。

每个FLTSATCOM卫星上有23个信道,频率范围244-400MHz;其中9个25kHz的宽带信道用于海军中继通信(7个低功率,2个高功率);12个5kHz的窄带信道用于空军卫星通信系统AFSATCOM的一部分;1个500kHZ的宽带信道给国家指挥管理局使用;1个25kHZ的信道(SHF上行,UHF下行)用于舰队广播。岸站用SHF扩频信号发往卫星,卫星接收后用UHF抗干扰信号向各舰船通播,同时也用于岸站间,舰队的弹道导弹潜艇、航空母舰、巡洋舰等之间的指挥与控制链路的计算机数据交换。

FLTSATCOM系统中,有5个岸站及各种通信终端,还有控制站及远程跟踪站,如舰载站、潜艇站、机载站、陆上车载站及背负站等,表3.5-4列出主要终端站。这些站可以传送FM模拟话,24kb/sPSK调制的声码话,75b/s/FSK电传与1.2-9.6kb/sPSK的数据。该系统部分信道采用了按需分配的时分多址方式,1条25kHz带宽的信道中可容纳13条1.2kb/s数据或7条2.4kb/s的密话(或传真),经按需分配后可供数百用户使用,系统中大量使用了AN/UCA-1,2跳频扩频调制解调器,目前系统中约有8000个UHF终端,到2010年将约有11000个,有计划拟在飞机、舰船、潜艇和岸站上使用新型UHF通信终端,如TitanLink-abit公司的AN/USC-42小型化按需分配多址通信MODEM,以便为小型舰船、潜艇和飞机提供按需分配多址功能。

技术特点分析及述评

卫星通信具有通信距离远、覆盖范围广、容量大、质量好、可靠性高、使用灵活等特点,各国海军都重视其发展,目前美国海军95%的通信都应用了卫星通信。

FLTSATCOM舰队卫星通信系统是美国海军进行舰-舰和舰-岸通信主要依靠的特高频卫星通信系统。所有战斗舰艇和舰队其他舰船均装备了卫星通信设备,由于UHF卫星通信对于海军作战非常重要,海军对其要求也不断增长,容量不断加大,FLTSATCOM系统已经不能满足海军的要求,而且卫星寿命已超过其预定的设计寿命,因而迫使海军研究了FLTSATCOM卫星的几种替换选择方案。因为海军继续要求UHF卫星线路支持海军的日常行政勤务和战术通信,因而考虑UHF卫星通信后续计划(UFO)。

UFO可为海军提供未来的卫星通信业务,最终将替代FLTSATCOM和LEASAT系统。同时海军的SHF和EHF卫星通信计划也在进行。

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