【技术·国际航天】将相控阵的优势用于卫星通信，美国太空部队测试最新相控阵卫通天线 - 知乎
近日，美国太空部队的新型原型相控阵天线已通过里程碑测试。该天线具有多频段以及多任务功能，旨在解决如何实现为海量卫星的通信服务功能。虽然单相阵列天线可以同时通过多个不同的频率与多个处于不同轨道的卫星同时连接，但是该原型系统可以显著减少美国防部为天基系统提供通信服务的地面站的数量。
8月31日，洛克希德·马丁公司和Ball Aerospace公司宣布他们已成功完成多频段、多功能（MBMM）相控阵天线的发射测试，这是实现完整的端到端卫星通信演示的技术里程碑，在2月该天线成功进行了接收测试。
该原型天线采用了大规模L和S波段相控阵设计，用于进行卫星通信，并将其集成到C2系统中。Ball Aerospace战术解决方案副总裁兼总经理Jake Sauer说：“ Ball Aerospace已将目标对准了相控阵技术的投资，以使MBMM能够满足太空部队的任务需求，同时提供价格合理的完整系统解决方案。” “随着相控阵原型系统传输测试的成功完成，基于MBMM的相控阵功能的完整端到端任务演示也将很快进行。
MBMM该原型使用“模块化构建”（Building Block）方法，可以随着卫星数量的增加或通信需求的发展而轻松扩展。美估计在未来十年，在轨商业和军事卫星总数预计将增加至少四倍，而空军卫星控制网络（AFSCN）所需的能力预计将增加十倍。与传统的抛物面天线不同，这种增长需要相控阵等新技术能够同时连接到多个卫星，相较于抛物面天线，相控阵天线还避免了可观的机械维护成本。
五角大楼的硅谷枢纽国防创新部于2019年4月与洛克希德·马丁、Ball Aerospace和Kratos Technologies签订了720万美元的原型样机合同。与此同时，哈里斯公司（现为L3Harris Technologies）被授予630万美元的合同，设计建造原型系统。一旦完整的端到端的演示成功，MBMM相控阵天线将被纳入空军卫星控制网络，用于操作和维护国防部的卫星。根据洛克希德·马丁公司的新闻稿，新天线可以同时支持低地球轨道和地球同步轨道上的多颗卫星。
洛克希德·马丁公司、Ball Aerospace公司和L3Harris Technologies公司这三个公司将作为一个团队共同开发原型系统，该原型具有很高的技术成熟度。洛克希德·马丁公司将开发实际的原型阵列，由Ball Aerospace提供先进相控阵技术，而Kratos提供先进的信号处理技术。洛克希德·马丁公司声称，相较于抛物线型天线，相控阵天线由于维护需求较低，因此从长远来看将比抛物面天线便宜，尽管后者的价格比前者便宜。
洛克希德·马丁公司使命解决方案副总裁兼总经理Maria Demaree表示，多频段、多任务天线是“一种智能的方式，可以快速、经济地扩展卫星传输，同时降低空军的长期维护成本”。 如今当抛物线通信天线出现故障时，可能需要几天的时间进行维修；如果使用MBMM相控阵天线，将仅仅需要数小时的时间，并且不会使整个站点都离线-这是一个相控阵体制用于卫星通信的巨大的优势。
MBMM相控阵原型是一项广泛计划的一部分，该计划旨在使现有的空军卫星控制网络（AFSCN）系统现代化，并将新技术更快地带给作战部队。MBMM提高了AFSCN的容量和吞吐量，同时也大幅度提高了地面基础设施和卫星系统的弹性。
翻译：小曲老师
