移動網絡衛星通信論文范文

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1.通用動力公司

2013年11月15日，通用動力C4系統公司宣布，通過移動用戶目標系統赤道地區的衛星，該公司的一對AN/PRC-155單兵電臺成功實現了語音和數據呼叫。該軟件定義電臺配有移動用戶目標系統波形。無論是從北極還是南極的高緯度地區，連通地球赤道靜止衛星都是一個難題，因為這些衛星靠近地平線。由于地球是扁圓的球體，在兩極地區它會變平，因此，地球表面某些區域看不到赤道上的衛星。“在幾近結冰的溫度下，在刺骨的北極寒風里，在地球緯度最高地區，唯有PRC-155單兵電臺才能連接移動用戶目標系統，安全傳送語音和調用數據。”通用動力C4系統公司總裁克里斯•麻茲利這樣評價該系統。這次驗證展示活動于2013年10月中旬進行，涵蓋通用動力公司所描述的多種真實場景，包括在阿拉斯加州安克雷奇和巴羅的固定地點，以及繞整個北極圈飛行的飛機。該公司稱，除了5名參加試驗的人員進行了電話會議，這種雙通道AN/PRC-155電臺還完成了多重一對一語音通話和數據調用。在演示中，數據調用速率達到了64kb/s。通用動力公司進行過多次測試活動，將該公司的單兵攜帶和手持電臺連通移動用戶目標系統。2013年10月份的這次測試為其最新的一次。而在2013年8月，該公司成功通過AN/PRC-155電臺將AN/PRC-154“步”電臺與移動用戶目標系統的一架航空器連通。之前的4月份，該公司基于2012年2月第一次通信驗證展示，通過移動用戶目標系統完成了電臺對電臺的語音和數據測試。2012年的演示只是使用衛星模擬器以及裝載移動用戶目標系統波形的AN/PRC。

2.哈里斯公司“獵鷹”III

哈里斯公司宣布，該公司的AN/PRC-117G“獵鷹”III多波段單兵電臺于2013年12月2日與移動用戶目標系統衛星成功連通。接下來，該公司又在北極圈進行測試，將“獵鷹”III電臺裝在一架貨運飛機上從阿拉斯加飛往北極，然后返回。北極圈地區當前使用的是甚高頻系統。根據該公司提供的數字，有多達30000臺的AN/PRC-117G電臺可以升級使用移動用戶目標系統波形軟件。

3.Alico公司相控陣終端

盡管相控陣天線在雷達應用中很常見，但是在通信領域相對少見。然而，Alico系統公司已經在其寬帶分布式孔徑移動衛星通信系統終端中植入相控陣天線技術，并于2013年6月公布了技術詳情。這種X波段系統顯示，4個小型矩形平板式天線安裝在M1“艾布拉姆斯”坦克和M2“布雷德利”步兵戰車車體頂部四周以及MaxxPro防地雷反伏擊車的出入口四周。對寬帶移動衛星通信相陣天線而言，這種設計考慮非常周全，因為它并沒有在車輛的可視部位增加設備，這樣就可避免炮塔或者車輛上的貨物阻擋信號，也可防止在非常傳統系統的突出部分遮擋信號。這就意味著它能在0°～90°的全半球覆蓋，從而實現0°～360°連續的全方位覆蓋。借助電子束自動轉向功能，該系統實現了自動操作，其電子束可以在100Hz頻率上指向并跟蹤衛星。也就是說，該系統每秒要計算該衛星的相對位置100次。分布式相陣天線還解決了“鑰匙孔”（keynole）以及“常平架自鎖”（gimballock）問題。前者是穩定電子機械天線系統的難題。由于俯仰角不到90°，這樣在頂點處就會有一片空域無法被天線光束覆蓋。后者的問題在于其天線系統俯仰角>90°、<180°，所以當常平架達到其仰角極限時，方位轉臺必須旋轉180°才能繼續跟蹤，因而不能平滑跟蹤經過其頂點的衛星。寬波束可以緩解這個問題，但是高增益天線都是窄波束，必須要有所取舍。在相控陣天線覆蓋重復區域，可以通過電子方式輕松解決。由于設計之初就是為了解決移動中的語音、數據以及流視頻問題，這種全雙向系統可以用于很多衛星通信系統，比如美國的全球寬帶衛星通信系統（WGS）和XTAR系統、西班牙衛星系統（SpainSat）以及英國的天網衛星系統（Skynet）。該系統采用115V交流電或28V直流電，功耗700W，重68kg。

4.埃爾比特公司

2013年9月，以色列艾爾比特公司（Elbit）在倫敦國際防務展上展示了基于MSR-2000系列的下一代天線Elsat2000E。該天線采用新型被動波導平面面板技術，能夠全面覆蓋Ku波段。該公司稱Elsat2000E技術性能有了巨大提升，大大超越了采用印刷電路多成分平板技術的Elsat2000。Elsat2000E新型天線直徑50cm，重15kg，性能和效率是Elsat2000的兩倍。埃爾比特公司稱其具有30Mb/s的下行速率和5Mb/s的上行速率。該公司強調該系統有個關鍵特性，即它有先進的三重跟蹤機制，具備100°仰角能力，因而可以提升移動中的跟蹤和重新鎖定性能。該公司聲稱該系統的G/T比為7dB/K，而這是信號噪聲比方式，是天線能夠接收的信號。該比值越大，從背景噪音中提取微弱信號的效果就越好。和Elsat2100相似，2000E也集成了該公司的InterSky4M軍用戰術衛星通信系統平臺，能夠在視線內、視線外以及超越地平線模式下，提供“無縫”寬帶連接。該系統在機械掃描中結合平板相陣技術，最大限度提升了覆蓋角度。它能夠達成360°全覆蓋，俯仰角度從0°～100°，這是其他系統做不到的。通常情況下，天線系統會采用碟狀天線，這是因為其增益很好，但是由于高度原因極易被探測到。

5.Ibetor公司X波段終端

2014年2月28日，西班牙Ibetor公司在華盛頓哥倫比亞特區2014衛星展上推出了新型的X波段Ib-Stom100X終端，其特點就是低矮不易探測。由于該終端高度只有20cm，該天線系統實現空氣動力的高效能和自由調整(discretion)，同時還能在極端地形情況下高效可靠連通。Ib-Stom100X專為艦船、飛機和地面車輛設計，加入了Ibetor公司設計的天線控制單元（ACU），包括慣性單元（IMU）、同千赫茲雙GPS接收器、三軸陀螺儀、加速計和磁力計。通過這種組合，該系統號稱指向精度提高0.3!，能在移動車輛上獲取衛星信號并能“瞬時”再次找回。能做到這一點，部分原因是由于該系統使用的軟件程序始終讓機械掃描天線指向衛星位置，即使信號受到遮擋仍舊如此。其關鍵參數為瞬間頻率500MHz、G/T比7.5dB/K以及波束中心上行速率高達8Mb/s。依據不同配置，其重量從75～85kg不等。根據Ibetor公司的信息，該系統已在西班牙軍隊服役。

6.Indra公司

西班牙的Indra公司提供了備選方案，它的Sotm解決方案運行在X和Ku波段上，使用低矮天線，并集成慣性導航。通過IP電臺和骨干能力，該系統的衛星通信可為旅、營一級的巡邏部隊提供服務。該系統經過專門設計，可用于任何車輛，甚至可用于小型船只。另外，其可選方案還包括Ku波段擴展頻率（13.75～14.5GHz）、加密、運行時間20min的不間斷電源，還可載有發電機，能夠提供10h電力供應。

7.吉拉特衛星網絡公司

就在Ibetor公司推出低矮天線終端之后，以色列吉拉特衛星網絡公司（Gilat）也緊隨其后，于2014年3月11日推出了“低矮光線衛星隱形光線（RaySatStealthRay）300X-M”。該系統經過專門設計，可與任何X波段衛星配套使用，可用于全球寬帶衛星通信系統（WGS）以及崎嶇道路行駛的車輛。它集成了多種動作傳感器，可以進行準確跟蹤、在最短時間獲取信號以及能夠“瞬間”再次找回信號。該系統經過設計，可以輕易裝到未經改裝的車輛上。它包含一個外置天線，長55.6cm、寬49cm、高25cm、重15kg。另外，它還有內置天線控制單元（ACU），重4.5kg。但是，由于它可以和集成MLT-1000調制解調器一起使用，故不必安裝天線控制單元。吉拉特公司新產品的G/T比為2dB/K，傳輸和接收增益分別是23和25dBi，其接收頻率為7.25～7.75GHz，傳輸頻率為7.9!8.4GHz。SR300系列還包括用于Ku波段和Ka波段的低矮天線。

8.DRS技術公司X46-V認證

2013年5月，隨著DRS技術公司的X46-V終端獲得認證，允許用于美國國防部高性能衛星網絡，該公司已能提供X-波段，為更多的偏遠、分散的軍事單位提供接入全球信息網絡（GIG）。該認證由美國國防部聯合衛星通信工程中心和美國陸軍戰略司令部頒發，從而允許X46-V用戶接入全球寬帶衛星通信系統（WGS），其語音、數據和視頻傳輸速率高達6Mb/s。除了美國部隊，澳大利亞、加大那、丹麥、盧森堡、荷蘭以及新西蘭軍隊都可以使用該系統衛星。另外，由于可以運行K-y以及Ka波段，該系統能為其它商業和軍事衛星提供更大靈活性和冗余能力。該公司還于2013年8月27日宣布，其L-3Linkabit可以提供系列移動衛星通信終端，剛剛升級了Alsat永久移動地球站許可證，可以在美國境內以及其它商業航空器上使用其Ku波段終端。該證書允許的終端包括L-3DatronFSS-4180-LP（0.33×0.46m）、FSS-4180-LC小型孔徑天線（圓周長0.46m），還包括LinkabitMPM-1000網絡中心IP衛星通信調制解調器。美國陸軍的“戰術級作戰人員信息網”（WIN-T）以及美國海軍陸戰隊的“移動網絡”中都采用了L-3終端。

9.全球移動網絡主動布局系統

Elexis公司宣布，在成功將全球移動網絡主動布局系統（Gnomad）集成到“斯特賴克”裝甲車輛之后，公司又將這一經受戰斗考驗的系統擴展到另一美軍的重要平臺，并在美國喬治亞州本寧堡的美國陸軍第7遠征作戰試驗部隊完成安裝。全球移動網絡主動布局系統易于安裝，并且不需要對現有車輛進行改造。該系統包括衛星天線、RF組件以及幾代模塊底盤，使其可以安裝在美國軍用產品目錄內以及商業用等車輛上，比如“悍馬”等。該低矮型天線尺寸為45×35×7in（合114.3×88.9×17.78cm），重量不到25kg，可用于商業和軍事衛星。由于采用開放式架構，該系統可以和許多視線內電臺以及衛星調制解調器共用，并通過解調器實現全雙向語音、數據和視頻通信。通過和超高頻或甚高頻電臺配合，比如和“單信道地面及機載無線電系統”(Sincgars)以及嵌入式GPS共用，該系統能夠在運行圖像中直接嵌入跟蹤藍軍數據。該系統傳送頻率為14.0～14.5GHz、接收頻率為17.7GHz或11.7～12.75GHz，速率分別高達512kb/s和2Mb/s。在30°仰角、23℃情況下，G/T值最低為8dB/k。

10.羅克韋爾•柯林斯公司

羅克韋爾•柯林斯瑞典通信技術公司的終端和薩博公司的四軸穩定平臺結合，從而產生了一種新型的移動衛星通信終端，既可適用崎嶇路面也可用于海上。它可以安裝到輕型越野車輛和小型船只上，也可以安裝在指揮所車輛和中型濱海船只上。這些應用由于速度快、顛簸劇烈、移動幅度大，建立和保持衛星連接非常困難。但是，該系統可以輕易解決這些問題，在高海況下時速高達50節以及崎嶇地形下速度超過40km/h，它都能在1s內自動恢復丟失的連接，同時寬帶通信速率可達10Mb/s。該系統全重約140kg，在20°仰角、11.0GHz情況下，G/T值為19dB/K。

11.泰利斯公司

2010年法國陸軍首次在阿富汗戰場部署移動衛星通信系統，而在馬里，法國陸軍也采用了泰利斯公司開發的設備，將其集成到VAB輪式裝甲車上。由于配備了X、Ku和Ka波段，該系統能夠為部署在偏遠、敵對地區的部隊提供連續不間斷的語音、數據和視頻服務。這些衛星通信系統為戰斗網絡無線電系統提供遠距離通信連通，主要用于法國“維納斯”計劃的甚高頻PR4G網絡，盡管它也可方便地集成到甚高頻/超高頻的系統中。泰利斯公司是最早應用相控陣技術公司之一，而作為主動雷達天線，它具備優越的越野跟蹤能力，集成了現代波形、抗干擾、抗簡易爆炸裝置的發射機，甚至還有防彈天線罩。長期以來移動衛星通信系統不斷革新，毫無疑問，將來還會有更多的新技術應用到該系統中。

作者：姜天元劉華