逆天：AEHF军用通信卫星对“战斧”下达命令只需0.03秒 -科普中国

　　在轨运行的“先进极高频”(AEHF)军用通信卫星（NASA合成图片）

　　“先进极高频”(AEHF)军用通信卫星由洛克希德·马丁公司研制，又名“第三代军事星”，是最新一代美国军用通信卫星。2010年8月14日，第一颗AEHF卫星由“宇宙神”-5运载火箭搭载，在卡纳维拉尔角航天发射中心升空。2012年5月和2014年9月，第二、第三颗AEHF卫星依次发射升空。

　　2012年5月,AEHF二号星发射升空。

　　AEHF卫星采用A2100卫星平台，发射质量约6600千克，入轨质量4100千克，比采用“波音-702”平台的“宽带全球卫星通信”卫星还大10%以上。在通信技术上，它采用了上一代Milstar军用通信卫星上扩频、调频、星间链路和星上处理等技术，增强了路由选择能力。它能根据用户优先级别，来为部署和作战的部队（作战节点）提供点对点通信以及网络服务，并通过星间通信实现全球服务。

　　为增强数据传输能力和信号质量，AEHF采用了相控阵天线技术和波束成形网络技术、毫米波单元（AMU）技术和电离子发动机推进系统。AEHF上一共携带有14部天线：1部极高频上行相控阵天线、2部超高频下行相控阵天线、2部V频段（60GHz）星间链路天线、1部上/下行收发公用全球覆盖喇叭天线，2部上/下行收发公用调零天线（用于自适应调零和扛干扰），6部上/下行装有平衡架的收发公用可旋转碟形天线。AEHF还用电子管功放器取代了行波管放大器，提高保真度的同时降低了功率传输门限，以确保和上一代卫星系统的兼容性。

　　此前的军用通信卫星采用机械方式来改编波束反射面，因此某一个时刻波束只能属于某一用户，而AEHF是通过电子方式来改编射频波束的指向，能很便捷地使波束方向瞬间跳变，在短时间内依次接通相距较远的两个作战节点以建立通信。

　　AEHF卫星的相控阵天线采用的半导体材料是由新研制的铟-磷化物构成的，该器件的噪声更低，使得通信信号更加清晰。AEHF卫星组的各个卫星之间是通过“卡塞格伦”星间链路天线进行通信的，由于星间通信是在外太空之间传递信息，所以电磁波在太空中传播的衰减和干扰不明显，因而星间链路工作在60GHz的高频段，以5%的带宽实现单脉冲跟踪。

　　在通信和数据传输能力方面，AEHF 在第二代军事星的数据率载荷（LDR）和中数据率载荷（MDR）的基础上，增加了扩展数据率载荷（XDR）能力，即能提供高数据率传输服务，同时也扩大了覆盖区范围。AEHF星单星总容量从第二代军事星的40Mbit/s提高到了430Mbit/s（第一代军事星的通信速率仅为75Kbit/s），同步信道数量增加了2~3倍。这样的传输速率可允许战术通信系统传输准实时视频、战场地图和目标数据。AEHF卫星全部编组发射投入使用后，极高频通信速率将达到1Gbit/s。

　　部分组装完成的AEHF卫星在洛克希德·马丁公司的车间进行测试。

　　当用于战术通信数据传输时，AEHF可提供8Mbit/s的数据速率，服务6000个终端和4000个网络，而第二代军事星只能服务1500个网络。用于战略通信时，AEHF的数据速率是19.2Kbit/s。具体来说，第一代军事星传输“战斧”巡航导弹的任务命令需要100秒，传输1.1兆大小的空中任务命令需要1.02小时，传输1幅侦察卫星拍摄的可见光图像（24兆）需要22.2小时，第二代军事星传输上述数据分别只需花费0.16秒、5.7秒和2.07分钟，而AEHF也只需0.03秒、1.07秒、23.6秒。由于极高的通信速率，AEHF可以传输雷达图像，如“全球鹰”无人侦察机拍摄的雷达图像，而且AEHF还可以进行实时图像回传，而“军事星”则无法满足雷达图像回传的要求。

　　目前，已发射的3颗AEHF卫星均已投入使用，并且采取的是与第二代军事星并用的方式运行。第二代军事星在轨数量一共有6颗，未来AEHF还将继续发射，最终全部取代现役的Milstar“第二代军事星”系统，为美国的军事行动提供更强大的通信支持。