Статьи >>

Войсковая спутниковая связь

Категория: Новые технологии

Радиостанция семейства RO от Exelis

Слово витает вокруг. При наличии доступных каналов связи открыто и постоянно. Спутниковые каналы связи жизненно необходимы современному бойцу, и более всего - на тактическом уровне. Направление антенны на спутник и передача голоса, видео и данных вперед и назад стала неотъемлемой частью успеха в коммуникационной сфере.

Потребность в своевременной информации на поле боя продолжает повышаться, необходима возможность установления связи с целью охвата самых нижних тактических эшелонов. Командиры не останавливают свой выбор на демонстрации своей внушительной силы, а все в большей степени выбирают вариант преобладания в области ISR (сбор информации, наблюдение и разведка) для того, чтобы развернуть высокоточное вооружение, проводить специальные адресные операции или просто обеспечить самые выигрышные условия для работы своих подразделений.

Это требует значительного расширения полосы частот, которое может быть обеспечено или в реальности улучшено только за счет возможностей тактической спутниковой связи.

Многие из имеющихся систем спутниковой связи работают на частотах SHF X (Super high frequency, примерно 7,9 – 8,4 ГГц) и Ku-band (немецкое Kurz-unten - буквально «К нижнее», на 10,9 – 14,5 ГГц), но все в большей степени они получают частоты EHF Ka-band (Extremely High Frequency Kurz-above – 27,5 - 31 ГГц) имеющие большую пропускную способность.

С практической стороны низкие частоты обеспечивают лучшую возможность установления связи сквозь, например, дождь и листву (и уменьшают 'снежное затухание', которое может изменить фокальную точку спутниковой тарелки), тогда как более высокие частоты имеют более узкие ширины диаграммы направленности, что требуют точных алгоритмов наведения и слежения, но в тоже время они более устойчивы к глушению и имеют увеличенную пропускную способность.

Тем не менее, реальными стимулами использования частот являются их доступность и информационная емкость, поскольку потребность в ширине канала постоянно опережает возможности военных спутников в диапазонах X и Ka. Провайдеры коммерческих спутников диапазона Ka-band традиционно решали эту проблему (за приличную цену, конечно), и, поэтому, как уже говорилось выше, военные терминалы все в большей степени разрабатываются с возможностью их работы в диапазоне Ka-band.

Широкополосная спутниковая связь

Программа по системе широкополосной спутниковой связи WGS (Wideband Global Satcom), проводимая американским и австралийским минобороны, расширяет более чем в десять раз (2,1 – 3,6 Гбит/с на спутник) перегруженную полосу Ka-band нынешней системы военных спутников связи (DSCS III), которая в настоящее время прошла свой расчетный десятилетний срок эксплуатации (хотя несколько спутников до сих пор работоспособны).

WGS (первоначально расшифровывающаяся как промежуточный широкополосный спутник - Wideband Gapfiller Satellite) обеспечивает круглосуточный широкополосный сервис для оперативного личного состава и некоторых стационарных абонентских пунктов. Компания Boeing Satellite Systems является основным подрядчиком, и таким образом она ответственна за изготовление семи спутников (контракт на начало изготовления седьмого спутника был выдан 23 августа 2010 года), проектная стоимость каждого составляет $300 миллионов. В этом последнем заказе для компании Boeing предусматривается опцион на производство еще шести спутников (планируемая численность 13).

Спутники WGS используют перестраиваемые антенны и цифровые канализаторы и могут оптимизировать покрытие над зоной, в которой существует потребность в улучшенных возможностях связи в диапазонах X- и Ka. Схема WGS обеспечивает 19 независимых зон покрытия за счет восьми управляемых и формируемых лучей X-диапазона и десяти независимо управляемых дуплексных антенн Ka-диапазона.

Компания Boeing была ответственной за изготовление первых четырех спутников WGS, которые в настоящее время вращаются вокруг Земли. Следующие два (WGS 5 и 6) находятся на этапе изготовления, а на седьмой выдан контракт совсем недавно и он только еще проектируется

Радиостанция Harris AN/PRC-117G(V)1(C) имеет специальный канал Tacsat и задействует, кроме многих других, протокол связи Rover L-band. В скором времени она сможет работать с сигналом Muos американского ВМФ и будет модернизирована наряду с терминалом RF-7800B Bgan с целью получения спутникового широкополосного канала загоризонтной связи.

Мобильная спутниковая связь

Терминалы тактической спутниковой связи включают в себя широкий диапазон мобильных и портативных вариантов. Некоторые из новейших разработок были сконцентрированы на обеспечении мобильных возможностей установления связи SOTM (satcom-on-the-move – мобильная спутниковая связь (в движении)), которые смогут обеспечить большие возможности в отношении массы и мощности по сравнению с портативными и переносными терминалами при одновременном сохранении тактической гибкости. Впрочем, последние остаются единственным решением для спешенных и десантируемых с вертолетов подразделений.

SOTM предусматривает установку антенного обтекателя на крыше машины для того, чтобы действующая антенна (внутри обтекателя) могла отследить спутник во время движения машины. Эта задача не стол тривиальна, как кажется на первый взгляд.

Сразу возникает первый вопрос - приспосабливать ли машину для командно-управленческих задач или нет, что в свою очередь требует установки системы SOTM.

Еще одним вопрос, который необходимо учитывать, это ограничения места на крыше машины. Боевые машины (на передовой), которым необходимы возможности SOTM, обычно имеют решетчатую броню, вынесенный боевой модуль, часто - комплекс активной защиты, освещение и другие антенны, требующие для себя пространства. Установка спутниковой антенны, так, чтобы она имела хороший обзор без помех для слежения за спутником, является фактически невозможной.

Как сказано выше, профиль антенны является важным фактором в системе SOTM, так как типичный обтекатель, закрывающий обычную параболическую тарелку на универсальном шарнире, выделяет командирскую машину в качестве приоритетной цели. Эта проблема может быть решена за счет использования низкопрофильной антенны, но с возможным ухудшением характеристик. Мнения по этому вопросу различны и оба решения имеют своих «чемпионов».

Радар физически должен двигаться хотя бы по одной оси для слежения за спутником, другие оси могут управляться электронным способом. Вот почему обтекатель должен, по меньшей мере, предоставлять пространство для определенного рода движения антенны внутри него.

Обтекатель и другие антенны на крыше этой RG33 Mrap делают машину очень заметной и ценной мишенью для плохих парней. Низкопрофильные антенны частично решают эту проблему, но на сегодняшний день антенна, следящая за спутником, нуждается в определенной миниатюризации

Часто возникает вопрос о возможности установки спутниковой антенны на крышу машины, достаточно ли места, полный ли обзор неба, какое у нее собственное электромагнитное излучение и излучение остального оборудования и может ли это излучение быть снижено до приемлемого уровня

Выставка Idex 2011. Обтекатель, закрывающий антенну на гиростабилизированной платформе, наглядно демонстрирует, почему антенна делает машину такой привлекательной для противника

Концептуальный терминал ATQH (At-the-Quick-Halt) от компании General Dynamics C4 Systems на выставке AUSA в Вашингтоне. Он может работать в диапазонах X, Ku или Ka и в нем, наряду с «интеллектуальной» платформой для позиционирования, использована технология SOTM этой же компании

Спутниковые терминалы

В состав программы американской армии Win-T (Warfighter Information Network-Tactical - армейская тактическая коммуникационная система), основными подрядчиками которой являются General Dynamics C4 Systems и Lockheed Martin, включен узел сетевого расширения для солдата SNE (Soldier Network Extension) с системой SOTM, устанавливаемый на автомобиле Humvee. В нем установлена 17-дюймовая антенна на универсальном шарнире, разработанная General Dynamics Satcom Technologies. Узел является частью этапа Increment 2 программы Win-T и в настоящее время находится в стадии начального производства.

Компания General Dynamics C4 Systems разработала узел Dismounted SNE (DSNE — выносной узел сетевого расширения для солдата), который переносится человеком и предназначен для возимого на вертолете пехотного подразделения. Компонентом спутниковой связи является 96-см малый переносной терминал бойца (Warrior Small Man-portable Terminal - SMT) Ku-диапазона из линейки продукции GD Satcom Technologies Warrior; он способен передавать данные со скоростью более 4 Мбит/с и получать данные на скорости 18 Мбит/с. Доступны также опции с частотными диапазонами Ka и X.

DSNE имеет встроенный модем и в нем использована технология Smartsat от GD Satcom Technologies, которая включает программируемый контроллер, а также устройство позиционирования, позволяющее быстро захватить спутник. Терминал может быть настроен за 5 минут, его общая масса 40 кг, его можно упаковать в единый транспортировочный контейнер или в два носимых ранца.

В конце 2010 года компания General Dynamics C4 Systems показала также опытный образец терминала ATQH (At-the-Quick-Halt) который может работать в диапазонах X, Ku или Ka, в нем использована технология SOTM этой компании с «интеллектуальным» основанием для точного позиционирования. В конечном итоге он будет доступен с рефлекторами диаметром 43, 50.8, 61 и 76-см, он и спроектирован для установки на ряд машин, но может также работать и вне транспортного средства.

За счет своей электроники терминал имеет время поиска 63 секунды; он сохраняет полную работоспособность во время движения машины, таким образом, ориентирование выполняется незамедлительно после остановки машины.

Другие терминалы из семейства GD Satcom Technologies Warrior также применяются американским корпусом морской пехоты в составе его глобальной сети поддержки Swan (Support Wide Area Network), особенно терминалы 120 и 180 диапазонов X и Ku (тарелки диаметрами 1,2- и 1,8-метра соответственно), которые переносятся в транспортном контейнере.

Подразделение Rockwell Collins, компания Swe-Dish, производит семейство небольших терминалов из серийных компонентов с использованием своей технологии Communicase. Это полевые терминалы с размерами тарелок, варьирующимися диаметрами от менее метра до двух метров, которые быстро настраиваются и могут быть переконфигурированы в полевых условиях с одной полосы на другую. Типичным примером является IPT Suitcase (AN/USC-68), который в сети Swan характеризуется как Swan Mini. Терминалы Swe-Dish также используются войсками НАТО, индийскими и другими азиатскими странами.

Компания Rockwell Collins также разработала два SOTM терминала. Одна из систем, изготавливаемая с 2005 года в сотрудничестве с компанией Saab, имеет четырехосное основание с 98-см тарелкой и имеет пропускную способность в движении до 20 Мбит/с. В другой системе компания Rockwell интегрировала низкопрофильные направляемые электроникой антенны от Raysat в свою линейку мобильных спутниковых терминалов Mobilink Ku-диапазона, которые имеют малую электронную сигнатуру и могут легко переносится с одной машины на другую. Американская армия приобрела несколько таких систем в начале 2009 года для установки на свои машины MRAP в Ираке.

Невероятно гибкий многополосный многозадачный коммуникационный терминал PSC-5D от Raytheon предлагает специальный канал спутниковой связи наряду с различными рабочими режимами, типами модуляции и режимами ретрансляции (в прямой видимости, спутниковая и Sincgars - единая система одноканальной радиосвязи наземных войск и авиации). Радиостанция совместима с различными шифраторами. Диапазон частот от 30 до 512 МГц

Низкопрофильная антенна MSR 2000 от Elbit Systems Land & C4I (блюдцеобразная выпуклость в середине крыши машины) делает командирскую машину мало отличимой от других транспортных средств. MSR 2000 была приобретена израильской армией

Для проекта UAE Yahsat компания Thales разработала вариант диапазона частот Ka своего терминала Talisman II диапазона X-band, являющегося частью наземного сегмента Syracuse III

Компания Rockwell Collins также производит легкий, размером с рюкзак, терминал misat-X с 46-см тарелкой и пропускной способностью до 1,5 Мбит/с, с вариантами, работающими в диапазонах X-, Ka- и Ku. Он стоит на вооружении американского командования силами специальных операций.

В системе глобальной сети в движении Gnomad (Global Network On the Move - Active Distribution) от Exelis (бывшая ITT), запущенной в 2010 году, также используется антенна Ravsat, которая имеет размеры 114 x 89 см при высоте 17,8 см. Gnomad первоначально была системой только Ku-диапазона, но ожидается, что варианты с диапазонами Ku/X и Ku/Ka будут доступны к концу 2012 года. Как заявляется, система может получать данные на скорости 2 Мбит/с и передавать на скорости 512 кбит/с при движении машины со скоростью более 100 км/ч. Подсоединение к Sincgars или подобной сети боевых радиостанций добавляет загоризонтные возможности для таких сетей. Предназначенная в качестве переходной системы для американской армии до появления Win-T, Gnomad была создана для удовлетворения неотложных оперативных потребностей американских дивизий в Ираке, сформировавшихся вследствие полученного боевого опыта.

С целью обеспечения возможности связи с помощью ручных устройств на дальностях до 400 км тактическая радиостанция RO от Exelis (ITT) предоставляет загоризонтную связь в движении (включая пеший ход) посредством низкоорбитальной спутниковой группировки Iridium, которая фактически позволяет иметь полный доступ к своим частотам в любой точке мира.

Радиостанция RO (см. первое фото) зарекомендовала себя в качестве успешного решения для войск, развернутых в Ираке и Афганистане, здесь свою лепту внесла ее архитектура распределенной системы связи для доступа к группировке Iridium. В компании Exelis сообщили о более чем 6000 радиостанциях RO, поставленных американским военным на сегодняшний день.

Подобное решение под обозначением MSR 2000 было разработано компаниями Elbit Systems Land и C4I - Tadiran. Это решение формата SOTM Ku-band состоит из низкопрофильной антенны и модема спутниковой связи стандарта BM-FDMA (Burst Mode Frequency Division Multiple Access - множественный доступ с разделением частот – пакетный режим).

Система Gnomad от ITT была запущена в 2010 году и почти сразу привлекла к себе внимание американских военных

Антенна, созданная для установки на различные транспортные средства, весит 12 кг при высоте 20 см. Она имеет одиночную излучающую пассивную апертуру, как для приема, так и для передачи и представляет собой гибрид, сканирующий с помощью механического привода по углу места и азимуту и с помощью электроники при поляризации. Антенна сканирует непрерывно по азимуту на 360°, 45°/с; по углу места от 10° до 80°. Сообщалось, что в середине 2010 года израильская армия заказала несколько систем для установки на БТР, а также на свои джипы Humvee.

Компания Thales на собственные средства разработала гибридный, электронно-механический терминал X-band SOTM, который был впоследствии закуплен в рамках французских неотложных оперативных потребностей Venus (Vehicules de commandEment Nomades commUniquant par Satellite) для работы в качестве наземного сегмента программы Syracuse III.

Решение по подсоединению спутниковой сети к воздушным и наземным радиосетям реализовано в терминале Maingate (Mobile Ad Hoc Interoperability Network Gateway – мобильный специализированный сетевой шлюз для обеспечения взаимодействия) от Raytheon

Снимок экрана окна программы, используемой для отслеживания и корректировки различных параметров приемника Bgan. Четыре «облачка» слева показывают принятые данные. Три графика справа показывают ошибки частоты, временные ошибки и уровень зашумленности полученных данных. Информация в нижнем левом углу показывает информацию о канале принимаемых данных

Антенна состоит из плоской активной фазированной решетки с двумя механическими осями, тем самым, она образует эффективную трехосную стабилизированную систему. В настоящее время пять терминалов развернуты в Афганистане, возможно на командирском варианте БТР VBCI.

Компания Thales также поставила тактические терминалы для наземного сегмента программы Yahsat Ka-band Объединенных Арабских Эмиратов. Линейка включает в себя вариант диапазона Ka переносного терминала Talisman X/Ku-band, также применяемого в сети Syracuse III, который весит всего 46 кг (без батарей) с 46-см тарелкой. Он состоит из антенны, модема и блока оператора в виде планшетного компьютера Panasonic Toughbook. В его состав также включена станция SOTM с тарелкой в карданном подвесе, очень схожая с той, что разработана для программы Win-T.

Компания Selex Communications (в настоящее время Selex Elsag) поставила для британских войск Skynet семейство тактических наземных многополосных терминалов Talon. Терминал Talon II, представляет собой дальнейшее развитие оригинальной модели Talon, которую можно было переносить в 4 ящиках. Он легче своего предшественника на 85 кг, обеспечивает полосу пропускания два Мбит/с на частоте X и 8 Мбит/с на частоте Ku. Мini-Talon может работать в диапазонах C-, X-, Ku- и Ka, укладывается он в три ящика, имеет тарелку в один метр и может развертываться одним оператором.

Самое последнее добавление в семействе – терминал Talon-Lite, показанный на выставке DSEi 2009. Как и его «родственники», он является изделием, основанным на готовых компонентах и способен передавать 4 Мбит/с в диапазоне X-band. Он имеет метровую антенну, упаковывается в два контейнера и собирается одним оператором за 5 минут.

Спутниковая система BGAN

Спутниковая система Bgan (Broadcast Global Area Networks – широковещательная глобальная сеть) предоставляет телефонную связь спутниковым терминалам, мобильным телефонам и КПК. Датская компания Gatehouse недавно выполнила точную настройку своей новой программируемой формы сигналы Bgan SDR (Software-Defined Radio - программно-управляемая радиосвязь, вариант протокола частот Inmarsat Bgan) и показала его функциональную гибкость на выставке Satellite 2011, где компания послала запросы на мобильные телефоны и КПК посетителей посредством терминала Bgan, работающего на протоколе частот SDR Bgan. В настоящее время сигнал SDR Bgan от Gatehouse обеспечивает передачу данных до 492 кбит/с и в потоковом режиме до 384 кбит/с в любой точке мира благодаря подсоединению к системе Inmarsat и спутниковой группировке, которую она образует.

В отличие от тактических радиостанций спутниковые системы становятся необходимыми средствами связи на современном поле боя. С WGS и запусками других спутников проблема нехватки частотных полос может снизиться до контролируемых уровней.

Пять гибридных электронно-механических терминалов SOTM диапазона X от компании Thales были закуплены по французской программе неотложных требований Venus (Vehicules de commandEment Nomades commUniquant par Satellite) и были развернуты в Афганистане

Переносной спутниковый терминал RF-7800B-DU024 Bgan (Broadband Global Area Network) от компании Harris представляет собой упрочненную систему Class 2 Bgan массой 2,8 кг, обеспечивающую полосу пропускания 432 кбит/с при настроенной вручную антенне. Система предоставляет возможность бесшовного установления загоризонтной связи с существующими тактическими сетями Falcon III. Через сеть Inmarsat терминал может обеспечить скорость до двух Мбит/с

Вячеслав М.
17.02.2013

Поделиться...
Версия для печати Отправить по email rss favorite Facebook Vkontakte Twitter Google+

DSEI 2019: Новейшие технологии Patria
16.09.2019

DSEI 2019: Высокопоставленный чиновник британской армии требует «умных» закупок для армии
13.09.2019

Обучение роботов для более надежной работы в команде для американской армии
12.07.2018

Katmerciler испытывает боевой робот UKAP
10.07.2018

Harris Corporation

Обсуждение


В настоящий момент Вы не можете оставлять сообщения. Для этого необходимо войти под своим именем. Если Вы еще не зарегистрированы, сделайте это сейчас. Вся процедура займет не более пяти минут.
Регистрация