美國太空部隊(duì)衛(wèi)星通信架構(gòu)

2020年以來，美國太空部隊(duì)授予了一系列合同，用于開發(fā)抗干擾調(diào)制解調(diào)器和受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信原型(PTS-P)有效載荷，推動(dòng)PTS走向?qū)嶋H應(yīng)用。

抗干擾調(diào)制解調(diào)器

2020年3月27日，美國太空部隊(duì)太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)分別授予L3哈里斯技術(shù)公司和雷神技術(shù)公司5億美元的無限期交付、無限期數(shù)量(IDIQ)合同，用于開發(fā)并生產(chǎn)新型調(diào)制解調(diào)器。該型調(diào)制解調(diào)器能夠處理為作戰(zhàn)人員提供抗干擾通信能力的新型受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形(PTW)。

根據(jù)該合同，L3哈里斯技術(shù)公司和雷神技術(shù)公司將進(jìn)行衛(wèi)星通信終端調(diào)制解調(diào)器Block 1的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、集成、認(rèn)證和測試工作，以滿足美國空軍和陸軍安全、寬頻帶、抗干擾的要求。

根據(jù)SMC最初的計(jì)劃，初始Block 1系統(tǒng)的硬件開發(fā)工作將持續(xù)到2022年中，不過截至2023年2月尚無相關(guān)的最新消息公布。SMC計(jì)劃在Block 1完成開發(fā)后采購1500臺Block 1調(diào)制解調(diào)器;之后可能還會(huì)再次訂購2500臺Block 2調(diào)制解調(diào)器。

美國太空部隊(duì)現(xiàn)計(jì)劃在2024年發(fā)射PTS-P，隨后進(jìn)行在軌演示，原型有效載荷將展示PTS-P改進(jìn)的遠(yuǎn)距離性能、減少的延遲以及其他執(zhí)行現(xiàn)代戰(zhàn)場任務(wù)的能力。PTS-P有效載荷集成和測試計(jì)劃在2023年開始。

波音公司PTS-P有效載荷

波音公司的PTS-P具有美國軍方抗干擾保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形(PTW)的機(jī)載處理器,旨在為用戶提供戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的抗干擾能力和網(wǎng)絡(luò)路由。波音公司正在利用其在基于模型的系統(tǒng)工程和數(shù)字工程方面的專業(yè)知識來設(shè)計(jì)敏捷、可擴(kuò)展和靈活的解決方案,以滿足不斷增長的需求。

迄今為止,波音團(tuán)隊(duì)已完成多項(xiàng)能力演示和設(shè)計(jì)審查,包括驗(yàn)證與政府提供的受保護(hù)抗干擾戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信(PATS)硬件和軟件組件的互操作性。波音公司團(tuán)隊(duì)目前致力于2024年的發(fā)射和之后的在軌演示。

美國太空部隊(duì)計(jì)劃使用寬帶全球通信衛(wèi)星搭載PTS-P有效載荷

2020年2月28日，美國太空部隊(duì)太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)授予波音公司1.91億美元的合同，用于開發(fā)PTS-P有效載荷。2022年3月，美國太空部隊(duì)太空系統(tǒng)司令部(SSC)和波音公司完成了PTS-P的關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查,驗(yàn)證了波音公司在快速原型制作計(jì)劃方面的技術(shù)成熟度。

2022年11月，波音公司的工程師展示了其基于天基的智能天線技術(shù),該技術(shù)可檢測敵方干擾機(jī)并自主調(diào)整衛(wèi)星波束以抑制敵方干擾機(jī),同時(shí)保持與友軍PTS終端的通信。下圖展示了該技術(shù)如何在干擾環(huán)境中提供安全通信。

2021年8月,波音公司和太空部隊(duì)使用PTW調(diào)制解調(diào)器成功完成了受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)企業(yè)服務(wù)(PTES)的首次空中前向鏈路演示。之后，波音公司在2022年4月展示了PTES與行業(yè)合作伙伴的用戶終端的成功集成。PTES提供基于地面的受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形(PTW)處理,無需航天器修改即可在寬帶全球衛(wèi)星通信(WGS)衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)安全操作和受保護(hù)的戰(zhàn)術(shù)通信覆蓋,并最終覆蓋商業(yè)衛(wèi)星。在此次集成中,波音展示了PTES在虛擬環(huán)境中的加密功能。

諾斯羅普·格魯曼公司PTS-P有效載荷

2020年2月24日，諾斯羅普·格魯曼公司(簡稱諾格)被美國太空部隊(duì)太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)選中授予2.53億美元的合同,用于開發(fā)PTS-P有效載荷以在軌演示可靠的戰(zhàn)術(shù)通信。

2020年12月，諾格公司完成了其PTS-P的初步設(shè)計(jì)同行評審。該公司還展示了其原型與政府PTS測試終端的互操作性,并成功驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的先進(jìn)抗干擾性能。通過受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形(PTW)為戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)人員建立安全、受保護(hù)的通信。

2021年4月22日，諾格公司稱，SMC已選擇該公司繼續(xù)進(jìn)行PTS-P開發(fā)工作。據(jù)有關(guān)媒體透露，諾格公司已于2021年10月完成了PTS-P的關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查。

洛克希德·馬丁公司PTS-P有效載荷

2020年3月10日，美國太空部隊(duì)太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)授予洛克希德·馬丁公司(簡稱洛馬)一份價(jià)值2.4億美元的合同，用于開發(fā)PTS-P有效載荷。

洛馬公司受保護(hù)軍事通信衛(wèi)星概念圖

2020年3月23日，洛馬公司選擇SEAKR公司加入其團(tuán)隊(duì)，通過SEAKR公司W(wǎng)olverine RF處理平臺中采用的先進(jìn)射頻(RF)處理技術(shù)，幫助洛馬公司開發(fā)PTS-P有效載荷。

SEAKR公司W(wǎng)olverine RF處理器

小結(jié)：目前美國的波音、諾格、洛馬等公司正在積極開發(fā)PTS-P有效載荷，以支持美國太空部隊(duì)在2024年進(jìn)行太空演示。未來PTS-P投入使用后，將與美軍的受保護(hù)戰(zhàn)略衛(wèi)星通信系統(tǒng)一起構(gòu)成新一代受保護(hù)衛(wèi)星通信體系，提高美軍系統(tǒng)的彈性、靈活性，共同為美軍提供通信保障。