主頁（http://www.by236.com）：美國可以中繼轉發Link16數據鏈的低軌衛星星座發展情況

導 讀

Link16數據鏈是美軍重要的視距內通信數據鏈系統，經過多年發展，已經裝備美軍各個軍種。但它只能進行視距內戰區級通信，無法進行超視距戰略級全球通信。為此，美軍計劃發展可以轉發中繼Link16數據鏈的低軌衛星星座，配合現有Link16通信系統，可以使得Link16數據鏈具備超視距全球通信能力。

1.Link16衛星的發展

按照美國國防部太空架構未來階段設想，美國空軍已經開始著手研發Link16數據鏈低軌(LEO)衛星。美國衛訊公司(Viasat Inc)于2019年宣布，他根據美國空軍研究實驗室航天器XVI計劃，已獲得航天企業聯盟管理員授予的合同，交付和測試第一個具有Link16數據鏈通信能力的LEO衛星。

隨后，衛訊公司選定由藍色峽谷技術公司(Blue Canyon Technologies，BCT)來設計和制造一顆XVI立方星，以在低地軌道對Link16軍事通信終端進行演示實驗。BCT公司于2019年8月19日宣布要建造一個配備衛訊Link16終端的12單元(12U，1單元為一個大小為10cm*10cm*11.5cm的箱體)立方星平臺，以在2020年發射。

圖表：XVI (Link-16)衛星結構（圖片來源：ViaSat）

Link16演示實驗衛星以95度的軌道傾角運行，在軌壽命至少為六個月。得益于與已在國防部部署的傳統Link16終端的即時互操作性，該衛星將支持將由美國空軍研究實驗室(AFRL)、海軍陸戰隊和特種作戰司令部進行的多次演示。

另據2020年5月報道，美國Roccor公司已研制出可展開式L頻段Link16衛星天線，使衛星接收和傳輸Link16信號成為可能。該天線會搭載在藍色峽谷技術公司設計研制的立方體衛星上。Link16衛星的發送/接收有效載荷還具有如下特征：

①兩個或多個獨立可控波束，每個波束的目標點源直徑為300納米或更大;

②足夠的發射功率和天線增益，能夠在地平線以上10°到90°之間的任何地面仰角的波束覆蓋區內，使用手持式地面Link16終端(如AN/PRC161)進行鏈路閉合和網絡操作;

③能夠在一個主運行區連續運行Link16有效載荷20分鐘，并支持至少25%的總體運行占空比。

Link 16系統集成

根據XVI計劃，Viasat將成為第一家測試天基Link16能力的公司，該能力與美國空軍、陸軍、海軍、海軍陸戰隊和特種作戰Link16平臺兼容，包括地面車輛、飛機和海上船只。XVI計劃是朝著打造支持Link16的全球LEO衛星星座邁出的關鍵一步，將Link16從視距(LOS)轉變為超視距(BLOS)網絡，為美國和盟軍提供擁有無處不在、安全、高速和彈性的通信，以改善全球戰場上的共同作戰圖景。

2.Link16衛星的演示任務

Link16演示衛星原計劃2020年發射，后來推遲到2021年底，但直到2022年初尚無發射的信息。Viasat政府系統首席技術官 Craig Miller描述了Link16衛星的演示任務。他說除了一名地面用戶與大約一百英里外的飛機進行通信外，演示中還將看到兩名地面用戶通過 XVI 衛星相互交談。其他目標包括證明 XVI 能夠與各種最終用戶終端一起工作，包括 Viasat的小型戰術終端(STT)、AN/PRC-161和移出/跳出(MOJO)戰術網關系統。

“演示還將證明Link16的超視距(BLoS)能力，可以從終端獲取數據，通過XVI衛星中繼，然后將其發送回另一個終端;或通過S-Band將數據轉發給地面上的另一個用戶，然后進入更廣泛的全球通信網絡，”米勒說。

在測試期間，AFRL將負責主要衛星操作，Viasat在其位于加利福尼亞州卡爾斯巴德的航天中心提供“影子”操作。XVI衛星已經完成了模擬軌道速度、時間延遲和多普勒效應的實驗室測試。

3.Link16衛星通信的優缺點

Link16低軌星座采用衛星中繼的方式實現超視距通信，大大增加了其通信距離，對美軍實現多軍種聯合作戰，破除不同軍種之間的通信“煙囪”大有裨益。而且，使用現有Link16終端就可以實現衛星通信，不需要研制新的通信終端。

但是，這種通信方式也有其缺點，主要是LEO衛星通信的時延在數十毫秒級(Link16目前的時延在50納秒左右)，并且時延不能精確估計，由此導致的通信兩端的精同步將會受到影響。同時，由于精同步誤差，Link16的高速跳頻(7萬跳/秒左右)抗干擾能力也會被削弱。

總結

美軍正在研制可以中繼轉發Link16數據信號的低軌衛星星座，以實現全球通信。目前，Viasat、BCT和Roccor公司都參與研發。衛星采用立方體小衛星，L波段天線，運行軌道傾角95度。但這種衛星只能用于轉發Link16包含的主要信息，跳頻抗干擾能力會被削弱。