Американские инженеры создали спутниковую антенну для военных нужд, устойчивую к радиоэлектронным помехам.

Новости МирТесен

Специалисты из Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института разработали многообещающую спутниковую антенну, предназначенную для обеспечения надежной военной связи даже при воздействии средств радиоэлектронной борьбы. Данная система рассчитана на использование в низкоорбитальных спутниковых системах и, согласно информации от создателей, позволяет уменьшить потребление энергии приблизительно на 95 процентов по сравнению с обычными фазированными антенными решетками.

Сегодня военные организации акцентируют внимание на защите спутниковых каналов связи от радиоэлектронных помех. Спутниковые сети в наши дни играют важнейшую роль в управлении войсками, ведении разведки и обмене информацией, поэтому повышение их устойчивости к воздействию помех признаётся приоритетной задачей для вооружённых сил будущего.

Антенна, прошедшая разработку, получила наименование «Размещаемая маневренная противозаградительная отражательная антенная решетка» (HoNi BAJR). Система была создана с учетом потребностей перспективных распределенных спутниковых группировок, расположенных на низкой орбите, которые состоят из значительного числа относительно небольших космических аппаратов. Для подобных платформ принципиально важны компактные размеры оборудования, минимальное энергопотребление и уменьшение массы полезной нагрузки.

Классические адаптивные антенные системы применяют фазированные решетки, которые позволяют оперативно изменять направление радиосигналов и снижать воздействие помех. Но такие системы нуждаются в большом количестве энергии и характеризуются высокой сложностью аппаратной части. Альтернативная разработка базируется на отражающей поверхности, состоящей из индивидуально настраиваемых элементов. При этом входящий сигнал отражается от этой поверхности, подвергается изменению фазы и направляется к отдельной антенне-подпитке.

Благодаря этому принципу работы, формирование и перенаправление луча осуществляется без применения усилителей на каждом компоненте антенной системы. По мнению специалистов, это приводит к уменьшению энергопотребления приблизительно на 95 процентов, если сравнивать с традиционными конструкциями, основанными на фазированных решетках. Кроме того, конструкция получилась более компактной, что позволяет размещать антенну на небольших спутниках, которые широко используются в современных низкоорбитальных системах.

Майкл Крейтон, сотрудник Группы тактических спутниковых коммуникаций Лаборатории Линкольна, подчеркнул, что перспективные военные спутниковые сети должны включать масштабируемые системы, характеризующиеся компактными размерами, небольшим весом, низким энергопотреблением и умеренной стоимостью. Разработчики нацелены на достижение оптимальных показателей связи с использованием более доступного оборудования, а также на подготовку к потенциальным угрозам, пока они не представляют собой существенную проблему для эксплуатации.

В рамках проекта приоритетное внимание уделяется методам защиты от радиоэлектронного подавления. Как правило, адаптивные антенные системы формируют так называемые «нули» в диаграмме направленности, что позволяет снижать воздействие сигналов, исходящих от источников помех. В ходе испытаний на полигоне радиочастотных систем лаборатории опытный образец показал способность к широкоугольному обзору пространства.

Эксперты также зафиксировали возможность одновременного распределения сигнала между разными пользователями, при этом качество сигнала практически не ухудшается. В процессе последующих испытаний ученые стремились сформировать широкие области подавления помех, а не бороться с отдельными источниками радиопомех. Для достижения этой цели была модифицирована структура боковых лепестков диаграммы направленности, что обеспечило уменьшение влияния помех на значительно больших территориях.

Начальные результаты испытаний были противоречивыми. Анализ показал, что даже незначительные изменения в параметрах сигнала существенно влияют на управление боковыми лепестками. Однако, по мнению разработчиков, улучшение методов калибровки позволит решить основную часть обнаруженных проблем и существенно увеличить производительность системы.

Точная настройка параметров – одна из самых сложных технических задач, стоящих перед проектом. В отличие от классических фазированных антенных решеток, отражательные сканирующие антенны пока не получили широкого применения в военных спутниковых системах. Специалистам необходимо создать методики точного измерения и устранения искажений сигнала на всей площади антенной поверхности. Эксперты считают, что повышение точности настройки позволит улучшить точность наведения, эффективность подавления помех и общую производительность системы.

В то же время эксперты продолжают исследовать способы внедрения новой технологии в перспективные военные космические системы. Первичные данные свидетельствуют о том, что рефлекторные антенные решетки могут быть особенно полезны на космических аппаратах с ограниченными энергетическими возможностями, при проведении заранее определенных операций по формированию луча, и в ситуациях продолжительного воздействия относительно стабильных помех.

Майкл Крейтон отмечает, что разработка оборудования – это непростая инженерная задача, но еще более сложной является интеграция технологии в систему, которая сможет эффективно решать поставленные задачи в реальных условиях. В перспективе разработчики планируют улучшать алгоритмы формирования луча, оптимизировать процедуры калибровки и увеличивать количество сценариев использования новой спутниковой антенны.