美国UHF后续(UFO)通信卫星
美国UHF后续(UFO)通信卫星
研制背景与计划
特高频 (UHF) 卫星通信的工作能力对于完成海军作战使命非常重要，是海军主要的通信手段，海军、海军陆战队、空军和陆军中的全球通信，大都依赖UHF卫星通信。但是舰队通信卫星系统已经超过了其预定的设计寿命，并且也已经超载，因此美国海军制定了UHF卫星通信的后续计划，即UFO计划，为海军提供以后的UHF卫星通信业务和提供增加信道的能力。UFO军事卫星的要求由参谋长联席会议提出，海军航天指挥部管理，计划共由9颗卫星组成星座，研制单位是航天和海军作战系统指挥部(SPAWAR)，生产单位是Hughes航天和通信系统公司。设计建造该卫星的目的是用来接替4颗舰队卫星通信(FLTSATCOM)的卫星和3颗LEASAT卫星。因为极高频(EHF)信号比特高频(UHF)信号的抗干扰性和抗截获性更好，因此从第4颗UFO卫星开始(于1995年1月发射)将装备极高频(EHF)通信能力。
UFO卫星系统研制时间表为：1988年7月开始建造第1颗卫星，合同价值1亿2千零30万美元，在1990年又增加2颗卫星的合同。1993年发射第1颗UFO F-1卫星失败，同年年末又发射了第2颗UFO F-2。在1994年2月美国海军订购了第10颗卫星，截止1995年初，总的UFO建造和发射合同总计接近17亿美元。按计划1995年发射了三颗卫星F-4、－5和-6，1996年6月发射第7颗卫星F-7，1998年3月发射了第8颗卫星F-8，同年决定推迟原定当年9月要发射的第9颗卫星。目前F-2到F-8七颗卫星正常运行。它们覆盖的区域包括大西洋、太平洋和印度洋以及美国大陆。1999年底，美国海军订购的第11颗UFOF-11卫星将携带一个特高频通信载荷和一个受保护的极高频通信载荷，可提供具备编码和抗干扰功能的保密通信。
系统组成及性能
UFO的9颗卫星中的8颗在赤道轨道上，提供近全球的覆盖范围，包括美国大陆本土、大西洋、太平洋和印度洋。还有一颗是在轨道上的备用卫星，这9颗UHF后续卫星将完全与现有的舰队卫星通信(FLTSATCOM)卫星相兼容。
空间部分每颗卫星装有一个通信模块，一个推进装置模块，若干个电源，若干个发送与接收天线和一个遥测、跟踪与指挥(TT＆c)分系统。其航天器是三轴稳定的，重量大约为1078kg，在完全展开的太阳能电池组两端之间宽1.7m，星体体积大约为0.21 m3。
组成
UFO的通信模块含有一个UHF通信分系统和一个SHF通信分系统。UHF通信分系统包括若干个25kHz和5kHz的信道。SHF通信分系统接收舰队广播信道的上行线路宽带抗干扰信号。该卫星上装备的天线有下列4种类型：
①具有一个带若干反射盘和4个交叉偶极子辐射器，无反射罩的UHF发射天线(用于UHF信息交换系统(IXS))。
②一个平面，4振子接插阵的UHF接收天线(用于UHFIXS信道)。
③喇叭形SHF发射天线(用于信标数据)。
④喇叭形SHF接收天线(用于舰队广播)。
遥测、跟踪与指挥(TT＆C)分系统可提供抗干扰的保密卫星控制而不需要新的地面控制与跟踪设备。该UHF卫星系统应用的信号与目前的租用卫星(LEASAT)及其地面设备应用的信号是同样SHF TT＆C信号。
基群
信道特性
基群Ⅰ
2个25kHz带宽信道(可变的卫星变换频率)；
EIRP为28dBW；
抗干扰SHF、上行线路；
4个下行线路频率：250.350，250.250，250.550和250.650MHz；
4个上行线路频率：SHF
基群Ⅱ
9个25kHz带宽信道(采用41MHz卫星变换频率)；
EIRP：4个信道为28dBW，
5个信道为26dBW；
每个信道4个下行线路频率：
251.400～269.950 MHz；
每个信道4个上行线路频率：
292.850～310.950 MHz
基群Ⅲ
8个25kHz带宽信道(采用33.6MHz卫星变换频率)；
EIRP为26dBW；
每个信道4个下行线路频率：
260.375～263.925MHz；
每个信道4个上行线路频率：
293.975～297.525 MHz
基群Ⅳ
8个5kHz带宽信道(采用73．1MHz卫星变换频率)；
EIRP为20dBW；
每个信道4个下行线路频率：
243.925～244.225 MHz；
每个信道4个上行线路频率：
317.015～317.325 MHz
基群Ⅴ
13个5kHz带宽信道(采用53.6MHZ卫星变换频率)；
每个信道4个下行线路频率：
248.845～249.355 MHz；
每个信道4个上行线路频率：302.445～302.955MHz；
EIRP为20dBW
注：EIRP??等效全向辐射功率。
统一空间作战中心(CSOC)拥有参谋长联席会议(JCS)授于的对UHF后续卫星的总控制权。该卫星的日常控制权授权给海军卫星控制站(NSCS)。它完成其主要控制和卫星测距。关于遥测、跟踪与指挥(TT＆C)工作通过CSOC由远程跟踪站来实施，该项工作包括其遥测链路监测和控制状态。在海军卫星控制站运行中断的情况下，远程跟踪站可完成UFO卫星系统的备用控制和测距功能。
技术特点分析及述评
UHF后续(UFO)卫星从1993年开始替代FLTSATCOM和LEASAT卫星，它是作为第一流的先进通信链路提供给美国海军舰船使用的，该卫星设计运行寿命是10年，使用了先进的按需分配多址(DAMA)技术，该系统与原来的FLTSATCOM和LEASAT卫星系统可兼容，这两个系统现有的UHF卫星地面终端，UFO系统都可以使用。将有一段时间，UFO与FLT-SATCOM和LEASAT系统交互使用这些地面终端。卫星上具有处理1条SHF上行线路的能力，从第4颗UFO卫星开始，安装抗干扰的EHF插件。每个卫星有39个信道，其中21个窄带信道带宽为5kHz，17个中继信道每个带宽为25kHz，还有一个舰队广播信道带宽为25kHz。而以前的舰队卫星通信系统(FLTSATCOM)仅提供X个信道。计划发射的UFO9颗卫星中，有6颗增加了EHF部件，这与以前的UHF卫星系统相比，它显著提高了抗干扰能力和增加了可用的带宽。EHF部件的工作与Milstar卫星系统的地面终端相兼容。该系统价格相对便宜。