浅谈中外舰载卫星通信终端站--115冰淇淋蛋筒(1)

2006-02-17 11:30:36 中华网论坛 【大. 中 小】 查看评论

    U-boat 虚幻论坛
    
    新年伊始某新型舰再次通过色友之手展示在军迷面前时，除了新增的反舰导弹、电子战天线等武备之外，原来就已安装的舰载卫星通信终端站以更加清晰的形象展现出来，由于天线安装基座的有趣形状，卫通天线及基座被赋予了“冰淇淋蛋筒”的戏称，那么究竟是什么样的技术原因导致了这种形状的出现，又具有什么样的战术价值？不妨就着这些问题，探究一下海军卫星通信系统的奥秘。
    
    海军使用卫星通信始于70年代中期，现已成为海军重要的战略和战术通信手段。海军卫星通信系统由大量在海上移动的、小容量、间断使用的舰艇卫星终端站和通信卫星，以及岸上大容量、宽频带、连续工作的固定站组成的系统。各舰艇卫星终端站通过通信卫星可相互通信，也可通过卫星与岸站通信。和一般的地面卫星通信相比，海军卫星通信具有以下显著特点：
    
    - 舰艇机动性强、摇摆大、工作环境恶劣，因此要求终端站设备可靠性好，操作维护方便，天线结构简单，能克服摇摆影响不断地跟踪卫星；
    
    - 单个舰艇卫星终端站通信容量小，频带窄，容易受到各种干扰；
    
    - 舰艇终端站的工作频率和输出功率受到条件限制，稳定性较差；
    
    - 舰艇终端站接收机的增益/噪声温度比（G/T）值低，因此为保证其工作可靠，需要增加卫星和岸站的设备的复杂性；
    
    - 海军对通信的实时性要求很高，要求系统建立时间短，而偶然中断后的维持时间则应长。
    
    世界各国海军使用的卫星通信系统大多工作在特高频UHF（225-400MHz）和超高频SHF（7-8GHz）频段，也有使用极高频EHF频段。一般特高频卫星转发器的带宽有25kHz和500kHz两种，用调频—频分多址方式工作，每个转发器（25kHz）30路话和12路电传；超高频卫星只携带较少量的转发器，但带宽可达500MHz，容量为1300路话或100Mb/s数据，采用频分多址或码分多址方式。
    
    卫星通信的工作频段选取的是否合适，直接影响到系统的总体性能、成本和舰艇作战能力的发挥。在选定海军卫星通信的工作频段时，主要考虑下列因素：
    
    - 尽可能使天线受到的外界噪声和干扰电平小些；用于舰艇终端站的天线结构简单，能方便地跟踪卫星；
    
    - 电波传播损耗及其他损耗要小；
    
    - 设备轻便，功耗小，以便普及使用；
    
    - 有尽可能宽的频带，以满足一定的通信容量要求；
    
    - 便于利用成熟的技术或与现有通信设备兼容。
    
    在舰艇上要保证终端站天线始终准确地指向卫星，必须采用一套伺服系统来克服摇摆的影响；而舰艇的环境条件限定了伺服系统的复杂性，并要求天线的几何尺寸小、结构简单，由于天线方向性一般随着频率的增高而变窄，因此要求选用较低的工作频率，虽然这会降低天线增益，但可以得到宽波束的天线方向图，天线的跟踪伺服系统也可以设计得简单些，且得到较小的电波传播损耗。
    
    在工作频率分别为SHF（8GHz）和UHF（250MHz）时，来自同步卫星高度的自由空间路径传播损耗分别是201dB和171dB。因此，对相同的卫星全向有效辐射功率和舰载站接收系统噪声温度来说，对舰载站天线增益的要求，SHF频段比UHF频段大30dB，才能得到相同的输出信噪比。为此，SHF频段的天线不但结构复杂、几何尺寸要增大，而且需要精确的天线伺服系统；而相应的UHF频段的天线，则要简单和小得多，甚至可以不用伺服系统而只采用手动控制即可工作。
    
    另外，UHF频段的卫星通信收发信机可以兼容使用原有的视距通信设备，可节省经费，加速卫星通信系统的开发应用，虽然通信容量较小，但能满足舰船通信的需要。 虽然SHF频段的卫星通信系统的性能在多方面不如UHF频段，但下列突出优点也使得SHF频段在科技进步的推动下逐渐广泛应用。SHF频段卫星通信系统可用带宽明显增加，支持高速率数据；信号传播稳定，衰减影响降低；天线增益高，波瓣窄，可降低截获率，增加抗干扰能力；可应用扩频通信。
    
    有关舰载卫星通信系统的最耳熟能详的案例莫过于1982年英阿马岛战争中英国42型“谢菲尔德”号驱逐舰被阿根廷“飞鱼”空舰导弹击中并最终导致沉没的战例。在许多种说法中，有一种就是把英舰未能及时发现阿机归咎于因卫星通信终端站的使用而关闭了警戒雷达。结合这种说法，以英国海军卫星通信系统为例来简要介绍一下舰载超高频卫星通信系统。

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