高通量卫星能够为政府和军事应用提供卓越性能

电科小氙2021-01-16 11:35:47


高通量(HTS)卫星已经迅速成为卫星通信的变革性技术,其带宽速度和吞吐量远超现有卫星通信。Intelsat公司的EpicNG系统采用开放的体系结构,使政府终端用户能够更好地控制自己的数据,并在如何利用高通量卫星技术方面具有更大的灵活性。美国海军陆战队已经利用Intelsat EpicNG平台,为WIN-T增量2提供动中通及驻停通高容量卫星能力。Intelsat测试结果表明了政府用户使用EpicNG在性能、灵活性等方面所取得的成绩。

· 为机载ISR带来优势能力。由于飞机上空间有限,空中情报、监视和侦察(AISR)任务通常使用小型、性能“较差”的卫星终端。这是由于飞机上的体积、重量和功率(SWAP)和其他运行限制决定的。Intelsat EpicNG 卫星提供的高效各向同性等效辐射功率(EIRP)和天线增益噪声温度(G/T)性能非常适合小型终端。

Intelsat EpicNG卫星提供的高G/T可转化为现有终端高传输速率和/或传输每Mbps 的较低EIRP。Gilat卫星网络公司与Intelsat对Intelsat EpicNG进行了一些测试。

Gilat公司将其配有机械控制的6英寸方形平板阵列BlackRay 71(BR-71)机载终端,放到了靠近马里兰州哈格斯敦的Intelsat公司的Mountainside电信港。除了小型有人飞机外,Gilat终端机还可用于新一代小型III级战术无人机系统(TUAS)例如RQ-21 “黑杰克”和“影子” M2无人机。

工程师通过Intelsat IS-29e卫星从小型机载天线向Mountainside电信港发送数据,速率3.9 Mbps,效率为0.26 bits/Hz,占用带宽只有15.2 MHz。而上行链路使用传统宽波束卫星,速率为1.8 Mbps,效率为0.09 bits/Hz,占用带宽为20 MHz。高通量链路相比传统宽波束卫星数据速率和效率分别提高了2倍和近3倍。

· 加强陆军广泛部署的地面网络技术。iDirect Evolution卫星路由器广泛应用于美国防部整个地面固定/可部署网络例如美国特种作战司令部(USSOCOM)指控网、陆军作战服务支援(CSS)VSAT 网等。Intelsat在多个国防部用户终端上进行了IS-29e iDirect Evolution性能测试,测量首颗Intelsat EpicNG卫星的能力并核实其增益。Intelsat特别选择了测试资源,反映了战斗人员希望使用较低SWAP的系统。为了比较传统宽波束卫星和高通量卫星的性能,Intelsat建立了两个测试网络。

首先,Intelsat在Intelsat Galaxy-19卫星上建立了一个控制网络,利用12 MHz的前向链路和返向链路。工程师们利用Intelsat Mountainside电信港主站终端和65cm的Panther终端建立了TDMA网络。65 cm Panther终端仅能实现3 Mbps入站速率(0.25 bits/Hz)和0.8 Mbps出站速率(0.067 bits/Hz)。

然后,Intelsat在IS-29E卫星上建立了一个测试网络,使用相同的12 MHz前向链路和返向链路。工程师们使用Mountainside电信港的同一主站终端和各种远程终端再次建立了一个TDMA网络。

在Intelsat EpicNG卫星上,65cm Panther终端实现了19.5 Mbps入站速率(1.63 bits/Hz)和10.7Mbps出站速率(1.19 bits/Hz),数据速率分别提高了652%和1338%。这些对战术边缘宽带速度的显著改善可实现传统VSAT通信无法实现的新网络能力和应用,例如高清晰度、全运动视频和高速率回程。

· 更具弹性的商业卫星通信。Intelsat EpicNG卫星可成功降低波束外和波束内干扰。它采用点波束小型覆盖设计,可抑制波束外干扰,不需要最终用户采取任何行动。Intelsat EpicNG卫星上的数字有效载荷有降低波束内干扰的能力。Intelsat可以主动识别干扰源,并近实时重新配置有效载荷。

Intelsat EpicNG还可提供更高水平的保护能力,以满足政府用户的弹性需求。Intelsat EpicNG卫星的低截获概率(LPI)和干扰复原能力可大大增强其抗干扰能力,无论使用何种调制解调器技术。

在跳频调制解调器提供一定水平LPI的同时,Intelsat EpicNG还提供了其他干扰抑制能力,包括星上电源监控;干扰或未经授权用户的陷波滤波;以及干扰监控、重路由、地理定位和识别。

在当今的军事行动中,信息优势是一个关键的促成因素。自二战以来,美军一直保有信息优势。今天美政府网络在规模和复杂性上不断增长,而网络边缘的远程系统体积、重量和功率则不断降低。

这些创新好处多多,但在很大程度上要依赖高通量卫星平台提供更多能力。随着越来越多的平台、任务和服务在争夺带宽,类似Intelsat EpicNG之类的系统在带宽和传输速度方面的提高对于保持空间ISR优势至关重要。

(颜洁  编译)