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第27章 军用通信卫星

总述

军用通信卫星是作为空间无线电通信站,担负各种通信任务的人造地球卫星。

包括战略通信卫星和战术通信卫星。前者提供全球性的战略通信,后者提供地区性战术通信以及军用飞机、舰船和车辆乃至单人背负终端的机动通信。

20世纪80年代以来战略通信卫星和战术通信卫星的区分已不明显。军事通信联络要求迅速、准确、保密和不间断。

与民用通信卫星相比,现代军用通信卫星具有抗干扰性好、机动灵活性大、可靠性高、生存力强等显著特点。这些特点是靠选择不同通信体制、调整发射功率和接收灵敏度、改变天线波束宽窄和指向、实行星上信号处理(包括跳频、解调等)和交叉组合连接、强化遥控指令系统和采用核电源等技术来达到的。通信的保密性主要是靠地面通信终端设备对信息作特殊处理来保证。

第一颗通信卫星

世界上第一颗通信卫星是美国于1958年12月18日发射的“斯科尔”号卫星。这是一颗试验性卫星、该卫星成功地将当时美国总统艾森豪威尔的圣诞节献词发送回了地球。世界上最早的地球同步轨道通信卫星是美国的“辛康”号卫星。1963年23月14日,发射的“辛康”1号仅获部分成功。1963年7月26日发射的“辛康”2号获完全成功。它当时主要用于侵越美军与五角大楼之间的作战通信,从此卫星通信卫星具有通信范围大的优点,在赤道上空等距离布设3颗卫星,即可实现除南北极之外的全球通信。中国于1984年和1986年先后奥发射了试验性和实用性地球同步通卫星。

使用频段

军用通信卫星今后正向更高频段(上、下行为44/20吉赫)方向发展。选择更高的频率可使收发波束变窄,实现跳频范围大,减少被窃听和受干扰的可能,也可使地面天线等设备小型化,使通信终端具有更好的机动性。通过电子、机械或两者相结合的方式控制波束的形状、大小和方向,可进一步提高通信的灵活性和抗干扰能力,尤其是采用可控零点指向的相控阵天线后能切断来自覆盖区内任何点的干扰信号。卫星采取防电磁脉冲和核辐射的保护措施,可提高卫星在直接攻击和核爆炸情况下的生存能力。

具体举例

苏联

苏联用于军用的通信卫星有混编在“宇宙”号卫星系列中较低轨道的通信卫星,大椭圆轨道的“闪电”号通信卫星以及地球静止轨道的“虹”号、“荧光屏”号和“地平线”号等通信卫星。

“虹”通信卫星。苏联/俄罗斯的军民两用地球静止轨道通信卫星。卫星重约1965千克,采用3轴稳定。主要用于国内民用通信。其X波段转发器提供军事部门和政府机关的保密通信。从1992年开始,俄罗斯通过这种卫星加入国际电话网。

“信使”通信卫星。苏联/俄罗斯的低轨道通信卫星。重225~250千克,采用重力梯度稳定,轨道高度1300~1500千米。分军用和民用两种型号。军用型号于20世纪80年代中期投入使用,主要为部队提供数据传输90年代初开始发射试验性民用型号。俄罗斯航天局拟建立一个由36颗卫星组成的全球商业通信卫星网,提供电子邮件传递和移动电话通信业务。

“快讯”通信卫星。俄罗斯的地球静止轨道通信卫星。1994年10月首次发射,是“地平线”通信卫星的后续型号。重约2500千克,设计寿命5~7年。主要用于为俄罗斯为首的国际卫星组织提供商业通信业务,以及通过莫斯科地面站系统转播电视节目。

美国

1982年10月29日美国用“大力神”34D型运载火箭加惯性末级同时发射了“国防通信卫星”Ⅲ号和另一颗“国防通信卫星”Ⅱ号。

“国防通信卫星”Ⅲ号系列卫星是先进的军用通信卫星,采用静止轨道,将在东经54°、175°和西经12°、135°赤道上空分别部署4颗工作卫星和2颗备用卫星。每颗卫星装有7个转发器和10副不同类型的天线,总带宽为375兆赫,能够以频分多址、码分多址和单路单载波多种通信体制工作,通信灵活,机动性和抗干扰性强。双轴万向架圆盘天线可控制点波束指向,使覆盖区根据需要而移动;喇叭天线保证全球范围覆盖;1副61个馈源阵接收天线和2副19个馈源阵发射天线可根据需要改变覆盖区的大小和形状,并使功率获得最佳分配,因而具有全球战略通信和局部战术通信的双重功能。通信转发器增益控制范围可达39分贝。

应用卫星上的通道开关通过地面遥控指令可与各种收发天线组合交叉连接,提高了通信的可靠性和灵活性。S、X波段双重遥控指令系统加强了卫星的生存能力。卫星采用公用舱设计(见航天器设计)既简化了测试,又易于排除故障,还可以缩短卫星的研制周期。它可用“大力神”号运载火箭发射,也可用航天飞机发射,还具有为同时发射两颗卫星的结构接口。

北约

英国和北大西洋公约组织(简称“北约”)分别拥有“天网”号和“纳托”号军用通信卫星。

“纳托”号用于“北约”总部与各成员国之间的通信联络和为北约地面部队、空军、海军提供指挥控制的通信。20世纪70年代初开始投入使用,已先后发射了“纳托1”,“纳托2”,“纳托3”和“纳托4”卫星。卫星的轨道质量为310~337千克,设计寿命7年,配置于地球静止轨道。

以色列

以色列于2002年5月发射了“地平线-5”号卫星用于监视周边国家。按军事专家的说法,“地平线-5”号卫星绕地球一圈需要90分钟,可以提供所经地区的部队移动、导弹发射场以及核设施建筑物的照片。它在450千米高度的分辨能力为1米。

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