В США разработали военную спутниковую антенну с повышенной устойчивостью к средствам РЭБ
Разработчики из Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института создали перспективную спутниковую антенну, способную обеспечить устойчивую военную связь в условиях активного радиоэлектронного противодействия. Новая система предназначена для применения на спутниках низкоорбитальных группировок и, по данным разработчиков, позволяет снизить энергопотребление примерно на 95 процентов по сравнению с традиционными фазированными антенными решетками.
В настоящее время военные ведомства уделяют особое внимание защите спутниковых коммуникаций от средств радиоэлектронной борьбы. Современные спутниковые сети становятся одним из ключевых элементов управления войсками, разведки и передачи данных, поэтому обеспечение их устойчивости к помехам рассматривается как важная задача для вооруженных сил будущего.
Разработанная антенна получила название «Размещаемая маневренная противозаградительная отражательная антенная решетка» (HoNi BAJR). Система создавалась с учетом требований перспективных распределенных низкоорбитальных спутниковых группировок, состоящих из большого количества сравнительно небольших космических аппаратов. Для таких платформ критически важны компактность оборудования, низкое энергопотребление и снижение массы полезной нагрузки.
Традиционные адаптивные антенные системы используют фазированные антенные решетки, способные быстро перенаправлять радиосигналы и противодействовать постановке помех. Однако подобные комплексы требуют значительных энергетических ресурсов и отличаются высокой аппаратной сложностью. В отличие от них новая разработка основана на отражающей поверхности с индивидуально управляемыми элементами. Поступающий сигнал отражается от этой поверхности, изменяет фазу и затем направляется к отдельной питающей антенне.
Такой принцип работы позволяет формировать и перенаправлять луч без необходимости использовать усилители на каждом элементе антенной системы. По оценкам инженеров, это обеспечивает сокращение энергопотребления примерно на 95 процентов по сравнению с классическими решениями на базе фазированных решеток. Дополнительным преимуществом стала компактность конструкции, благодаря которой антенну можно размещать на небольших спутниках, широко применяемых в современных низкоорбитальных группировках.
Сотрудник Группы тактических спутниковых коммуникаций Лаборатории Линкольна Майкл Крейтон отметил, что будущие военные спутниковые сети нуждаются в масштабируемых системах с меньшими требованиями к размерам, массе, энергопотреблению и стоимости. По его словам, разработчики стремятся добиться высоких характеристик связи при использовании менее дорогого оборудования, одновременно готовясь к появлению новых угроз еще до того, как они станут серьезной эксплуатационной проблемой.
Особое внимание в проекте уделяется противодействию радиоэлектронному подавлению. Обычно адаптивные антенные системы создают так называемые «нули» диаграммы направленности, позволяющие подавлять сигналы, поступающие со стороны источников помех. Во время испытаний на полигоне радиочастотных систем лаборатории опытный образец продемонстрировал возможность широкоугольного сканирования пространства.
Кроме того, специалисты подтвердили способность антенны одновременно распределять лучи между несколькими пользователями при минимальном ухудшении качества сигнала. В ходе дальнейших экспериментов исследователи попытались создать расширенные зоны подавления помех вместо противодействия отдельным источникам радиоэлектронного воздействия. Для этого была изменена структура боковых лепестков диаграммы направленности, что позволило снизить влияние помех на более обширных участках пространства.
Первые результаты таких испытаний оказались неоднозначными. Выяснилось, что даже небольшие колебания параметров сигнала оказывают заметное влияние на управление боковыми лепестками. Тем не менее разработчики считают, что совершенствование методов калибровки позволит устранить большую часть выявленных проблем и значительно повысить эффективность системы.
Именно калибровка остается одной из наиболее сложных технических задач проекта. В отличие от традиционных фазированных антенных решеток, отражательные сканирующие антенны пока не имеют значительного опыта эксплуатации в составе военных спутниковых систем. Инженерам предстоит разработать методы точного измерения и компенсации искажений сигнала по всей поверхности антенны. По мнению исследователей, повышение точности калибровки позволит улучшить наведение луча, эффективность подавления помех и общие характеристики комплекса.
Параллельно специалисты продолжают изучать возможные варианты интеграции новой технологии в перспективные военные космические архитектуры. Предварительные результаты показывают, что отражательные антенные решетки могут быть особенно эффективны на космических аппаратах с ограниченным энергетическим ресурсом, при выполнении заранее запланированных операций формирования луча, а также в условиях длительного воздействия относительно стабильных помех.
По словам Майкла Крейтона, создание самого оборудования представляет собой сложную инженерную задачу, однако еще более трудной является интеграция технологии в полноценную систему, способную эффективно выполнять поставленные задачи в реальных условиях эксплуатации. В дальнейшем разработчики намерены совершенствовать алгоритмы формирования луча, улучшать процедуры калибровки и расширять перечень сценариев практического применения новой спутниковой антенны.