美军EHF卫星通信系统
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关键 词 ：ＨＦ Ｅ 频段
中图分 类号 ： ９ Ｅ６
Ｍｉａ Ａ Ｈ ｌｒ Ｅ Ｆ ｓ ｔ
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：６ １ ４ ４ （ ０ ０ ０ — ０ ２ ０ １７ — ５ ７ ２ １ ）６ ０ ２ — ５
美军 Ｅ 卫星通信系统 Ｆ Ｈ
ＥＨＦＳａｅｌｅ Ｃｏ ｔ ｌ ｍｍｕ ｉａｉｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｈ Ｓ Ａｒ ｉ ｔ ｎｃ ｔ ｙ ｔ ｍ ｆ ｅ Ｕ．． ｍｙ ｏ ｔ
国 防Hale Waihona Puke Baidu科 技 ２１ 年 期 第３ 卷 期 ００ 第６ １ 第６
摘 要 ：ＨＦ － 通 信 具 有 重要 的 应 用 价值 。 Ｅ ．星 ￣ 文章 主 要 对 美 军Ｅ 卫 星 通 ＨＦ
信 系统的发展历程、 系统结构 ， 技术特点进行全 面的介绍。美军具有的极高频 通信 能力将在美军的全球 战略 中发挥重大作 用。
作者简介 ：
袁 飞， ， 男 硕士研究生 ， 电子工程学院 ，３ ０７ ２０ ３
文志信 ， ， 男 硕士研究生 ， 电子工程学院 ，３ ０７ ２０ ３ 王松松 ， ， ， 军 ９ ６６部队 ， 男 参谋 解放 ３５
・
２ ・ ２
美 Ｈ 卫星 军Ｅ Ｆ 通信系 装备研究 隧 统 通信卫星的大力发展 ，卫星现有轨道和频谱资 源都过 于拥 挤 ， 因此 ， 世界 各 国将 目光投 向 了Ｅ —
获 性能 。
Ｍ ｌａ ｉｔ 军事星卫星通信系统包括６ “ ｓｒ 颗 军事 星” 星 ， 卫 是世 界 上首 颗 采用 数字 处理 和 调频 技 术 的卫星 ， 抗摧毁和生存能力强。 颗为第 １ 前２ 代 “ 军事星”Ｍｌａ Ｉ）后４ （ ｉｔ ， 颗为改进 的第二代“ ｓｒ 军 事 星 ” ＭｉｔｒＩ 。 （ ｌ ａ ） ｓ Ｉ Ｍｉｔ 有 效 载 荷具 有 高 度 坚 固 可靠 的波 ｌａ Ｉ ｓ ｒ 形 特 征 ，以７ ５～２ ０ｂｓ ４ ０／的速 率 提 供 低 数 据 率 （Ｄ 通 信 。 Ｌ Ｒ） 终端 上行 链路 的频 率 为４ Ｇ 的极 ４ Ｈｚ 高 频 （ ＨＦ ，下 行链 路频 率 为２ Ｇ ｚ Ｅ ） ０ Ｈ 的超 高频 （Ｈ ） Ｕ Ｆ Ｓ Ｆ 或 Ｈ 频段 。Ｍｉｔ ｌａ Ｉ有一 副地球 覆 盖波 ｓｒ 束 天线 ，几 副在整 个 地球 视场 内增益 比地球 覆 盖 波束 天 线 高 的捷 变 波束 天线 ， 还有 ３ 调零 点 Ｎ
将为美 国国防部的所有作战人员提供全球性 、 高安全性 、 受保护和持久 的通信 ， 还具 备 监视 别 国卫 星运行 的功 能 。 在发 展Ｅ Ｆ ￣ Ｈ ３ 星通信 技术 的热潮 中 ， 国走在 了世界 的 美
前列。
二 、 ＨＦ频 段 卫 星 通信 Ｅ
卫星通信的频率主要集 中在３ ０ Ｈ 到３０ Ｈ 范围内 ，大致可分为特高频Ｕ Ｆ ０ Ｍ ｚ ０Ｇ ｚ Ｈ （０Ｍ ３ Ｈ ）超高频Ｓ Ｆ ３ Ｈ ０ Ｈ ）和极高频Ｅ Ｆ ３ Ｇ ｚ３ ０ Ｈ ） ３０ Ｈ Ｇ ｚ 、 Ｈ （Ｇ ｚ３Ｇ ｚ 、 Ｈ （０ Ｈ ～ ０Ｇ ｚ三个频 段 。当前大部分卫星通信的频率主要集中在几个大气损耗较小的波段 内，如ｃ 波段 （ ／Ｇ ｚ ， ４６ Ｈ ）Ｘ波段 （／Ｇ ）Ｋ 波段 （ ２１Ｇ ｚ ， ／ ａ ７８ Ｈｚ ， ｕ １／４ Ｈ ）Ｋ Ｋ 波段 （ ０３ ＧＨ ） 随着 世界各 国 ２ ／０ ｚ 。
波 束 天线 。每个 Ｍｉｔ 可提 供 １２ 同时 进行 ｌａ Ｉ ｓｒ ９个
３ 强 抗 干 扰 能力 。Ｅ Ｆ 段 可 提 供 １ Ｈｚ ） Ｈ频 Ｇ ～
２ Ｈｚ Ｇ 的信号 带 宽 ，可 以充 分利 用 扩 频 技术 ， 增
强抗干扰能力 ； 同时 ， 高频率在 自有空间的传播 损 耗较 大 ， 上行 干扰 增加 了难 度 。 为 在 Ｅ 频段 进行 卫 星 通信 也 有 受气 候 影 响 ＨＦ 的信 号衰 减 大 ， 技术 实 现难 度较 大 的缺点 。 美 但 军三代Ｅ 卫星通信系统的发展历程表 明， ＨＦ 其 应 用潜力 巨大 。
Ｈ 频段。 Ｆ 与 其 它 频段 相 比 ，Ｈ 频 段 用 于 卫 星 通 信 Ｅ Ｆ
和 第６ ＭｉｔｒＩ 星 ，则分别 在 ２０年 和 ２０ 颗 ｌａ 卫 ｓ １ ０１ ０２
年 发射 。
１ ．系统 结 构
具 有 以下优 点 ：
１宽带宽和高容量 。Ｅ Ｆ ） Ｈ 频段覆盖范 围为 ３ Ｇ ｚ３０ Ｈ ， 用频 带 宽 度 达 ２０ Ｈ ， 过 ０ Ｈ ￣ ０ Ｇ ｚ可 ７ Ｇ ｚ超 从 直 流到微 波 全部 带 宽 的 １倍 ，这是 任何 其 它 ０ 频 段所 不 能 比拟 的 ，宽 带宽 可 以容纳 更 多 的卫 星终端 和用 户终 端 。 ２高 天线 增 益 和低 截 获概 率 。在Ｅ Ｆ 段 ） Ｈ频 可 以 以较小 的天 线 口径 ， 获得较 窄 的波束 。 方 一 面 可 以提高 天 线增 益 ， 小高 损耗 带来 的影 响 ， 减 减 小地 面终 端 的 尺寸 ；另 一方 面 又提 高 了低 截
一
袁
飞
文志信
王松松
一
、
引 言
２ １年８ １ 日， 国在 卡纳 维拉尔 空军基地 用 “ ００ 月 ４ 美 宇宙神 一 ” 箭发 射 了第 １ “ ５火 颗 先
进极高频”Ａ Ｈ ） （ Ｅ Ｆ 军用通信卫星 ， 这意味着新一代Ｅ Ｆ Ｈ 卫星通信系统已经开始逐步 取代对现役的第二代“ 军事星”Ｍ ｌａ）＿ （ ｉｔ ＿ 星通信系统 。第三代 的Ｅ Ｆ ｓ ｒ￣ Ｈ 卫星通信系统
探测、 控制和通信 的信道 ， 可以支持Ｅ ＦＳ Ｆ和 Ｈ／ ／ Ｈ Ｅ ＦＵ Ｆ Ｈ ／ Ｈ 交链频道通信业务 。 Ｍｉｔ 的改 进 方 案 （ ｌａ 系统 包 括 一 ｌａ ｓｒ Ｍｉｔ １ ｓ ｒ１）
个 与Ｍｉｔ 基 本相 同的Ｌ Ｒ 效载 荷 ， ｌａ Ｉ ｓｒ Ｄ 有 一个 中 数 据 率 （ Ｒ） 效 载荷 ， ． ｂｓ ． ４ ／ ＭＤ 有 以４８ ／～１ ４ Ｍｂｓ ｋ ５ 的数据 率提 供通 信 。 Ｒ 端上 行链路 为 Ｅ Ｆ； ＭＤ 终 Ｈ 下 行链 路为 Ｓ 。ＭＤ 有 效载 荷有 ３个 信道 和８ ＨＦ Ｒ ２
中图分 类号 ： ９ Ｅ６
Ｍｉａ Ａ Ｈ ｌｒ Ｅ Ｆ ｓ ｔ
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：６ １ ４ ４ （ ０ ０ ０ — ０ ２ ０ １７ — ５ ７ ２ １ ）６ ０ ２ — ５
美军 Ｅ 卫星通信系统 Ｆ Ｈ
ＥＨＦＳａｅｌｅ Ｃｏ ｔ ｌ ｍｍｕ ｉａｉｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｈ Ｓ Ａｒ ｉ ｔ ｎｃ ｔ ｙ ｔ ｍ ｆ ｅ Ｕ．． ｍｙ ｏ ｔ
国 防Hale Waihona Puke Baidu科 技 ２１ 年 期 第３ 卷 期 ００ 第６ １ 第６
摘 要 ：ＨＦ － 通 信 具 有 重要 的 应 用 价值 。 Ｅ ．星 ￣ 文章 主 要 对 美 军Ｅ 卫 星 通 ＨＦ
信 系统的发展历程、 系统结构 ， 技术特点进行全 面的介绍。美军具有的极高频 通信 能力将在美军的全球 战略 中发挥重大作 用。
作者简介 ：
袁 飞， ， 男 硕士研究生 ， 电子工程学院 ，３ ０７ ２０ ３
文志信 ， ， 男 硕士研究生 ， 电子工程学院 ，３ ０７ ２０ ３ 王松松 ， ， ， 军 ９ ６６部队 ， 男 参谋 解放 ３５
・
２ ・ ２
美 Ｈ 卫星 军Ｅ Ｆ 通信系 装备研究 隧 统 通信卫星的大力发展 ，卫星现有轨道和频谱资 源都过 于拥 挤 ， 因此 ， 世界 各 国将 目光投 向 了Ｅ —
获 性能 。
Ｍ ｌａ ｉｔ 军事星卫星通信系统包括６ “ ｓｒ 颗 军事 星” 星 ， 卫 是世 界 上首 颗 采用 数字 处理 和 调频 技 术 的卫星 ， 抗摧毁和生存能力强。 颗为第 １ 前２ 代 “ 军事星”Ｍｌａ Ｉ）后４ （ ｉｔ ， 颗为改进 的第二代“ ｓｒ 军 事 星 ” ＭｉｔｒＩ 。 （ ｌ ａ ） ｓ Ｉ Ｍｉｔ 有 效 载 荷具 有 高 度 坚 固 可靠 的波 ｌａ Ｉ ｓ ｒ 形 特 征 ，以７ ５～２ ０ｂｓ ４ ０／的速 率 提 供 低 数 据 率 （Ｄ 通 信 。 Ｌ Ｒ） 终端 上行 链路 的频 率 为４ Ｇ 的极 ４ Ｈｚ 高 频 （ ＨＦ ，下 行链 路频 率 为２ Ｇ ｚ Ｅ ） ０ Ｈ 的超 高频 （Ｈ ） Ｕ Ｆ Ｓ Ｆ 或 Ｈ 频段 。Ｍｉｔ ｌａ Ｉ有一 副地球 覆 盖波 ｓｒ 束 天线 ，几 副在整 个 地球 视场 内增益 比地球 覆 盖 波束 天 线 高 的捷 变 波束 天线 ， 还有 ３ 调零 点 Ｎ
将为美 国国防部的所有作战人员提供全球性 、 高安全性 、 受保护和持久 的通信 ， 还具 备 监视 别 国卫 星运行 的功 能 。 在发 展Ｅ Ｆ ￣ Ｈ ３ 星通信 技术 的热潮 中 ， 国走在 了世界 的 美
前列。
二 、 ＨＦ频 段 卫 星 通信 Ｅ
卫星通信的频率主要集 中在３ ０ Ｈ 到３０ Ｈ 范围内 ，大致可分为特高频Ｕ Ｆ ０ Ｍ ｚ ０Ｇ ｚ Ｈ （０Ｍ ３ Ｈ ）超高频Ｓ Ｆ ３ Ｈ ０ Ｈ ）和极高频Ｅ Ｆ ３ Ｇ ｚ３ ０ Ｈ ） ３０ Ｈ Ｇ ｚ 、 Ｈ （Ｇ ｚ３Ｇ ｚ 、 Ｈ （０ Ｈ ～ ０Ｇ ｚ三个频 段 。当前大部分卫星通信的频率主要集中在几个大气损耗较小的波段 内，如ｃ 波段 （ ／Ｇ ｚ ， ４６ Ｈ ）Ｘ波段 （／Ｇ ）Ｋ 波段 （ ２１Ｇ ｚ ， ／ ａ ７８ Ｈｚ ， ｕ １／４ Ｈ ）Ｋ Ｋ 波段 （ ０３ ＧＨ ） 随着 世界各 国 ２ ／０ ｚ 。
波 束 天线 。每个 Ｍｉｔ 可提 供 １２ 同时 进行 ｌａ Ｉ ｓｒ ９个
３ 强 抗 干 扰 能力 。Ｅ Ｆ 段 可 提 供 １ Ｈｚ ） Ｈ频 Ｇ ～
２ Ｈｚ Ｇ 的信号 带 宽 ，可 以充 分利 用 扩 频 技术 ， 增
强抗干扰能力 ； 同时 ， 高频率在 自有空间的传播 损 耗较 大 ， 上行 干扰 增加 了难 度 。 为 在 Ｅ 频段 进行 卫 星 通信 也 有 受气 候 影 响 ＨＦ 的信 号衰 减 大 ， 技术 实 现难 度较 大 的缺点 。 美 但 军三代Ｅ 卫星通信系统的发展历程表 明， ＨＦ 其 应 用潜力 巨大 。
Ｈ 频段。 Ｆ 与 其 它 频段 相 比 ，Ｈ 频 段 用 于 卫 星 通 信 Ｅ Ｆ
和 第６ ＭｉｔｒＩ 星 ，则分别 在 ２０年 和 ２０ 颗 ｌａ 卫 ｓ １ ０１ ０２
年 发射 。
１ ．系统 结 构
具 有 以下优 点 ：
１宽带宽和高容量 。Ｅ Ｆ ） Ｈ 频段覆盖范 围为 ３ Ｇ ｚ３０ Ｈ ， 用频 带 宽 度 达 ２０ Ｈ ， 过 ０ Ｈ ￣ ０ Ｇ ｚ可 ７ Ｇ ｚ超 从 直 流到微 波 全部 带 宽 的 １倍 ，这是 任何 其 它 ０ 频 段所 不 能 比拟 的 ，宽 带宽 可 以容纳 更 多 的卫 星终端 和用 户终 端 。 ２高 天线 增 益 和低 截 获概 率 。在Ｅ Ｆ 段 ） Ｈ频 可 以 以较小 的天 线 口径 ， 获得较 窄 的波束 。 方 一 面 可 以提高 天 线增 益 ， 小高 损耗 带来 的影 响 ， 减 减 小地 面终 端 的 尺寸 ；另 一方 面 又提 高 了低 截
一
袁
飞
文志信
王松松
一
、
引 言
２ １年８ １ 日， 国在 卡纳 维拉尔 空军基地 用 “ ００ 月 ４ 美 宇宙神 一 ” 箭发 射 了第 １ “ ５火 颗 先
进极高频”Ａ Ｈ ） （ Ｅ Ｆ 军用通信卫星 ， 这意味着新一代Ｅ Ｆ Ｈ 卫星通信系统已经开始逐步 取代对现役的第二代“ 军事星”Ｍ ｌａ）＿ （ ｉｔ ＿ 星通信系统 。第三代 的Ｅ Ｆ ｓ ｒ￣ Ｈ 卫星通信系统
探测、 控制和通信 的信道 ， 可以支持Ｅ ＦＳ Ｆ和 Ｈ／ ／ Ｈ Ｅ ＦＵ Ｆ Ｈ ／ Ｈ 交链频道通信业务 。 Ｍｉｔ 的改 进 方 案 （ ｌａ 系统 包 括 一 ｌａ ｓｒ Ｍｉｔ １ ｓ ｒ１）
个 与Ｍｉｔ 基 本相 同的Ｌ Ｒ 效载 荷 ， ｌａ Ｉ ｓｒ Ｄ 有 一个 中 数 据 率 （ Ｒ） 效 载荷 ， ． ｂｓ ． ４ ／ ＭＤ 有 以４８ ／～１ ４ Ｍｂｓ ｋ ５ 的数据 率提 供通 信 。 Ｒ 端上 行链路 为 Ｅ Ｆ； ＭＤ 终 Ｈ 下 行链 路为 Ｓ 。ＭＤ 有 效载 荷有 ３个 信道 和８ ＨＦ Ｒ ２