可重新配置的天線可以在與軍事和商業(yè)應(yīng)用相關(guān)的多個(gè)無線電頻段上發(fā)送和接收信號(hào)。

保護(hù)多頻段測(cè)試終端的天線罩 - 麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室大樓屋頂上的大型天線 - 在夜間亮起。

在麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室大樓的屋頂上，有一個(gè)38英尺寬的圓頂形無線電天線外殼或天線罩。在不受新英格蘭天氣影響的氣候控制環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)支撐著20，000磅，直徑20英尺的衛(wèi)星通信（SATCOM）天線。天線 - 稱為多頻段測(cè)試終端（MBTT） - 每秒可以旋轉(zhuǎn)15度，在24秒內(nèi)完成一圈。在這個(gè)速度下，MBTT可以探測(cè)和跟蹤中低地球軌道上的衛(wèi)星（中低是指衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的高度）。在2017年安裝MBTT之前，實(shí)驗(yàn)室依靠各種較小的天線進(jìn)行SATCOM測(cè)試，包括空中Ka波段測(cè)試終端或OTAKaTT。與直徑近八英尺的OTAKaTT天線相比，MBTT的靈敏度提高了七倍。與其前身不同，MBTT，顧名思義，旨在輕松重新配置，以支持用于軍事和商業(yè)衛(wèi)星衛(wèi)星通信系統(tǒng)的多個(gè)射頻（RF）頻段。

“作為比OTAKaTT更大，更強(qiáng)大，更靈活的測(cè)試資產(chǎn)，MBTT是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)開發(fā)的游戲規(guī)則改變者，”林肯實(shí)驗(yàn)室高級(jí)衛(wèi)星通信系統(tǒng)和運(yùn)營小組的技術(shù)人員Brian Wolf說。

沃爾夫參與了2017年MBTT的安裝和初始調(diào)試。然后，他領(lǐng)導(dǎo)MBTT通過了美國陸軍太空和導(dǎo)彈防御司令部的嚴(yán)格認(rèn)證過程，該認(rèn)證程序于2019年完成，證明天線的發(fā)射和接收性能足以使其在寬帶全球衛(wèi)星通信（WGS）系統(tǒng)上運(yùn)行。WGS由美國國防部（DoD）擁有和運(yùn)營的10顆衛(wèi)星組成，在地球上的各個(gè)點(diǎn)之間提供高數(shù)據(jù)速率的連接。自 2019 年以來，沃爾夫一直擔(dān)任擁有 MBTT 的項(xiàng)目的首席研究員，支持美國太空部隊(duì)受保護(hù)的抗干擾戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信 （PATS） 能力的發(fā)展。

多頻段測(cè)試終端（MBTT）和受保護(hù)的抗干擾戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信（PATS）開發(fā)團(tuán)隊(duì)聚集在MBTT天線罩內(nèi)。 “PATS正在開發(fā)通過WGS以及商用轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星和具有專用機(jī)載PTW處理的新型衛(wèi)星提供受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形（PTW）服務(wù)的能力，”沃爾夫說。 正如 Wolf 所解釋的那樣，波形是兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器通信時(shí)在它們之間傳輸?shù)男盘?hào)，而 PTW 是一種特殊的波形，旨在提供高度安全、抗干擾的通信。干擾是指通信信號(hào)受到干擾時(shí)——無論是友軍意外干擾（例如，友軍可能配置錯(cuò)了他們的衛(wèi)星通信設(shè)備并以錯(cuò)誤的頻率傳輸），還是對(duì)手故意阻止通信。林肯實(shí)驗(yàn)室于2011年開始開發(fā)PTW，為最初的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)架構(gòu)做出了貢獻(xiàn)。在此后的幾年中，該實(shí)驗(yàn)室參與了原型設(shè)計(jì)和測(cè)試工作，以幫助行業(yè)成熟的調(diào)制解調(diào)器來處理波形。

工作人員最初將MBTT設(shè)想為PTW的測(cè)試資產(chǎn)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，MBTT的正下方是一個(gè)PTW開發(fā)實(shí)驗(yàn)室，研究人員可以直接連接到天線進(jìn)行PTW測(cè)試。

PTW的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是靈活地在與衛(wèi)星通信相關(guān)的各種RF頻段上運(yùn)行。這意味著研究人員需要一種方法來測(cè)試這些頻段上的PTW。MBTT旨在支持SATCOM的四個(gè)常用頻段，其頻率范圍從7 GHz到46 GHz：X，Ku，Ka和Q。但是，MBTT將來可以通過設(shè)計(jì)額外的天線饋電（將天線連接到RF發(fā)射器和接收器的設(shè)備）進(jìn)行調(diào)整以支持其他頻段。

要在支持的不同 RF 頻段之間切換，必須使用新的天線饋送重新配置 MBTT，該饋電將信號(hào)發(fā)射到天線天線和射頻處理組件上并從天線天線和射頻處理組件收集信號(hào)。不使用時(shí)，天線饋電和其他射頻組件存儲(chǔ)在位于天線主平臺(tái)下方的 MBTT 指揮中心。飼料有多種尺寸，最大的長(zhǎng)度為200英尺，重近<>磅。

為了將一個(gè)進(jìn)給換成另一個(gè)進(jìn)給，天線罩內(nèi)的起重機(jī)用于提升、松開和移除舊進(jìn)給;然后，第二臺(tái)起重機(jī)將新的進(jìn)料提升到位。不僅需要更換天線正面的饋電;天線背面的所有射頻處理組件（例如用于增強(qiáng)衛(wèi)星信號(hào)的高功率放大器和用于將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為更適合數(shù)字處理的較低頻率的下變頻器）也需要更換。熟練的技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)可以在四到六個(gè)小時(shí)內(nèi)完成此過程。在科學(xué)家進(jìn)行任何測(cè)試之前，技術(shù)人員必須校準(zhǔn)新飼料以確保其正常運(yùn)行。通常，他們將天線指向已知以特定頻率廣播的衛(wèi)星并收集接收測(cè)量值，并將天線直接指向自由空間以收集傳輸測(cè)量值。

實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員John Boughner（前景）在MBTT初始安裝期間協(xié)助兩名通用動(dòng)力工程師安裝新的天線饋電。

自安裝以來，MBTT支持了涉及PTW的各種測(cè)試和實(shí)驗(yàn)。在2015年至2020年的PTW調(diào)制解調(diào)器原型設(shè)計(jì)工作受保護(hù)的戰(zhàn)術(shù)服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)演示期間，實(shí)驗(yàn)室對(duì)幾顆衛(wèi)星進(jìn)行了測(cè)試，包括EchoStar 9商業(yè)衛(wèi)星（在全國范圍內(nèi)提供寬帶衛(wèi)星通信服務(wù)，包括衛(wèi)星電視）和國防部運(yùn)營的WGS衛(wèi)星。2021 年，該實(shí)驗(yàn)室使用其 PTW 調(diào)制解調(diào)器原型作為終端調(diào)制解調(diào)器，使用 Inmarsat-5 衛(wèi)星對(duì)受保護(hù)的戰(zhàn)術(shù)企業(yè)服務(wù)（波音在 PATS 計(jì)劃下開發(fā)的地面 PTW 處理平臺(tái)）進(jìn)行了空中測(cè)試。實(shí)驗(yàn)室再次使用Inmarsat-5測(cè)試原型企業(yè)管理和控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)彈性，不間斷的衛(wèi)星通信。在這些測(cè)試中，實(shí)驗(yàn)室的PTW調(diào)制解調(diào)器原型機(jī)在737飛機(jī)上飛行，通過Inmarsat-5通信回MBTT。

Inmarsat-5提供適用于PTW的軍用Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，以及名為Global Xpress的商業(yè)Ka波段服務(wù)。通過飛行測(cè)試，能夠在多個(gè)SATCOM路徑上展示彈性的端到端網(wǎng)絡(luò)連接，包括軍用Ka波段的PTW和商業(yè)SATCOM服務(wù)。這樣，如果一條衛(wèi)星通信鏈路運(yùn)行不佳——也許它擠滿了太多用戶，帶寬不足，或者有人試圖干擾它——你可以切換到備用輔助鏈路。

SES為林肯實(shí)驗(yàn)室?guī)砹擞糜赑TW測(cè)試的中地球軌道跟蹤天線。

在 2021 年的另一次演示中，實(shí)驗(yàn)室使用 MBTT 作為模擬干擾源，在 SES 公司擁有的中地球軌道衛(wèi)星星座 O3b 上測(cè)試 PTW。正如Wolf所解釋的那樣，SES提供了許多自己的終端天線設(shè)備，因此，在這種情況下，MBTT作為模擬各種類型干擾的測(cè)試工具很有幫助。這些干擾的范圍從錯(cuò)誤配置的用戶以錯(cuò)誤的頻率傳輸?shù)侥M其他國家可能部署的高級(jí)干擾策略。

MBTT還支持由美國太空部隊(duì)下屬的太空系統(tǒng)司令部領(lǐng)導(dǎo)的國際外展工作，以將PATS能力擴(kuò)展到國際合作伙伴。2020年，該實(shí)驗(yàn)室使用MBTT在SkyNet 5C上展示了X波段的PTW，SkyNet <>C是為英國武裝部隊(duì)和北大西洋公約組織（NATO）聯(lián)盟部隊(duì)提供服務(wù)的軍事通信衛(wèi)星。

MBTT通過光纖鏈路連接到整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究設(shè)施，還支持非PTW測(cè)試。工作人員已經(jīng)測(cè)試了新的信號(hào)處理技術(shù)，以抑制或消除干擾器的干擾，信號(hào)檢測(cè)和地理定位的新技術(shù)，以及將PTW用戶連接到其他國防部系統(tǒng)的新方法。

在未來幾年，實(shí)驗(yàn)室期待與國防部的更多用戶社區(qū)進(jìn)行更多測(cè)試。隨著PTW達(dá)到運(yùn)營成熟度，MBTT作為參考終端可以支持供應(yīng)商系統(tǒng)的測(cè)試。隨著具有機(jī)載PTW處理功能的PTS衛(wèi)星進(jìn)入軌道，MBTT可以為早期在軌檢查，測(cè)量和表征做出貢獻(xiàn)。

編輯：黃飛

?