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淺析美軍艦載通信系統最新研究

軍工資源網 2021年12月20日

導讀：為滿足作戰行動與地域跨度等方面的需求，美國海軍近年來針對衛星通信系統、數據鏈以及電臺等艦載通信系統與技術開展了諸多研究，以實現與陸、空同步的帶寬，進一步提升遠程通信能力以及美軍與戰略伙伴國之間的聯合作戰能力等。本文對美國海軍下一代NMT艦載衛星通信系統、下一代CBSP艦載寬帶衛星系統、MTC-A多波段衛星通信系統，NTCDL艦載網絡戰術通用數據鏈系統、MIDS-LVT軟件定義戰術數據鏈、TCDL MST STE艦載戰術通用數據鏈系統、升級版AN/USQ-167通用數據鏈系統，以及DMR &Badger下一代艦載數字化模塊化電臺和ATCS未來戰術通信電臺的最新研究進行梳理與淺析，以期對美國艦載通信系統與技術的最新研究進展以及發展方向有所了解。

下一代艦載衛星通信系統

通信帶寬是美國海軍對于通信網絡系統和技術的首要能力需求，且以使帶寬實現與陸、空的帶寬同步為目標。同時美國海軍的遠程通信能力也亟需進一步提升，以滿足其作戰行動與地域跨度的需求。而美國海軍現階段主要基于衛星通信系統實現遠程通信以及與岸基通信網絡的連通，因此，美國海軍一方面加緊生產和部署海軍多波段終端(NMT)，以兼容應用美軍新一代和現役衛星通信系統;另一方面則致力于利用商用衛星系統滿足通信帶寬需求，由此開展了艦載商用寬帶衛星計劃(CBSP)，以作為對艦船軍事衛星通信能力的補充。

下一代NMT艦載多波段衛星通信系統

2016年1月美國海軍空間與海戰系統司令部(SPAWAR)授予雷神公司空間與機載系統分部一項金額為1.029億美元的合同，為美國海軍水面艦艇、潛艇以及岸上基站提供300套海軍多波段終端(NMT)。美國海軍信息戰系統司令部(NAVWAR，原SPAWAR) 又于2021年1月授予雷神公司情報與航天部門價值 2000 萬美元的訂單，以建造海軍多頻段終端 (NMT) 系統，從而加快為美國和盟國海軍部隊提供安全衛星通信 (SATCOM) 能力的進程。

NMT是為美國與盟國海軍所用的下一代衛星通信系統，可提供受保護的寬帶通信，可在艦船或潛艇的計算機網絡與全球信息網格之間提供無縫、可靠的連接，其符合美國國防部最新的軟件通信體系結構(SCA)標準，有3種型號：岸基型、艦載型和潛艇型，既能使用相控陣天線，也可采用目前海軍艦船主要使用的拋物面天線，從而更易于滿足不同艦船的安裝要求。

NMT系統的關鍵特性在于其采用了高模塊開放式結構，可多波段工作，支持多帶寬波形等。

總之，NMT可支持極高頻通信(EHF)，先進極高頻中低速、擴展數據率通信，超高頻通信(SHF)等，可保障美國海軍及其盟友的艦載或潛艇計算機網絡和全球信息柵格間的無縫連接，具有更強的數據吞吐能力和抗干擾能力，并已通過海上惡劣條件下的測試。

利用NMT在艦載運動的極端情況下使用低、中和擴展數據速率波形為艦載計算機網絡實現了受保護的雙向網絡衛星通信;
在性能驗證測試中，NMT的網絡及點對點通信數據速率達到了8.2Mbps，在復雜的海上狀況中，其天線轉交只需要十億分之一秒的調整時間;
為了提高帶寬效率，NMT還能利用海軍的時分多址接口處理器自動建立IP連接。

雷神公司計劃于2022 年 5 月向美國海軍交付NMT訂單。而美國海軍則計劃利用NMT取代現有的衛星終端，包括美國海軍現役的AN/USC-38/后續終端(FOT)極高頻衛星終端和AN/WSC-6 (V)寬帶超高頻衛星通信終端，將在為海軍指揮官和作戰人員提供數據吞吐能力與防止敵人攔截的保護的同時，大大簡化艦上天線系統，提升空間利用率。

屆時，美國海軍航母戰斗群中的艦船只需1～2臺NMT即可取代目前所使用的多臺終端，并且美國海軍計劃將近300套NMT裝備于艦船、潛艇與岸基之上，加之美國還將為其戰略伙伴國研發多種NMT機型。由此可以想見NMT將不僅成為美國海軍未來衛星通信能力提升的關鍵設備，還將有助于提升美國與其戰略伙伴國的聯合作戰能力。

下一代CBSP艦載寬帶衛星系統

CBSP以USC-69為終端，具有三種版本，可分別用于航母等大型艦船、巡洋艦與驅逐艦等中型艦船以及其他小型艦船。據稱，CBSP裝備于大型艦船上時的通信速率約為21.4Mpbs，裝備于小型艦船上時的通信速率約為881kbps，能夠使海軍艦船的通信量增加約10倍，將取代美國海軍目前大、中、小型作戰艦船所使用的商用通信終端。

美國海軍自2014年起陸續授予哈里斯公司為美國海軍提供大型水面戰艦艦載高帶寬衛星通信 (SATCOM) 的合同，將交付多達120個全新的高數據率終端，合同周期約8年，價值約2.5億美元。

圖表：下一代CBSP艦載寬帶衛星系統的不同級別轉換衛星通信設備

改型類型	部件級別轉換（FLV）（2015年啟動）	單元級別轉換（ULV）（2020年啟動）
交付系統	兩套CBSP FLV動態艦載系統、三套CBSP FLV雙天線雙通道系統和一套CBSP FLV動態艦載雷達截面積減少系統	--
性能特點	使用單信道每載波調制解調器和動態帶寬調制解調器每秒 21.6 至51.8 兆比特的數據吞吐量；能提供對軍事 NIPRNET 和SIPRNET 數據、安全電話以及情報數據庫和戰術圖像等的訪問	可屏蔽射頻干擾，結合了用于靜態操作的MD-1366增強型帶寬高效調制解調器和用于動態操作的SLM-565A dSCP調制解調器，可通過局域網和個人電腦的用戶界面實現所有控制
通信能力	使用支持同時進行 C 和 Ku波段操作的單個雙波段饋電，為海軍提供終端到岸、太空和地面連接，以增加數據的吞吐量，提供衛星通信冗余，并提高衛星通信的可靠性	在軍/商用衛星的X和Ku頻段工作，為商用高帶寬衛星通信提供終端到岸及終端到空間和地面的連接，以增加通信吞吐量，提供軍用衛星通信冗余，并實現快速數據通信
適用艦船類型	航空母艦、兩棲攻擊艦和其他大型水面艦艇	小型海軍水面艦艇與支援艦艇

資料來源：調研整理

其中，CBSP FLV SATCOM 設備包括具有 C 和 Ku 波段功能的 8.9 英尺終端，其相對較高的帶寬容量能夠為每艘水面戰艦上的多達 5000 名軍事人員提供高速互聯網接入，并將取代現有的 Harris AN/WSC-8 C 波段衛星通信終端。

綜上可知，美國海軍正在對CBSP進行部隊級別與單元級別的轉換，以滿足不同類型的艦船需求。NMT與CBSP的開發正在同步進行，未來美國海軍將把二者相結合，利用NMT替代現役的軍用衛星通信終端，利用CBSP替代現役的商用衛星通信終端，二者將采用分別裝備不同艦船，或者同時裝備同一艦船的多種方式，以滿足不同型號艦船的通信需求。其中，CBSP將優先裝備于現階段僅裝備了商業衛星通信系統的小型艦船，之后再陸續裝備航母等艦船。美國海軍原計劃使CBSP于2020年達到完全運行能力，但截至2021年8月尚未見相關消息披露。

MTC-A多波段衛星通信系統

Maritime Targeting Cell-Afloat(MTC-A)多波段衛星通信系統是美國海軍正在研發的衛星通信系統之一，其能夠使作戰艦艇同時利用多個位于地球同步軌道和非地球同步軌道的通信衛星實現持續通信，可在X、Ka與Ku波段工作，功能上將覆蓋CBSP，“朱姆沃爾特”級導彈驅逐艦將是裝備該系統的艦艇之一。

據稱，該衛星通信系統將采用開放化架構，模塊化和可擴展性設計，以及有源相控陣(AESA)天線體制，將能夠在X、Ka和Ku波段工作，并且天線采用了低雷達反射截面積設計，以保證“朱姆沃爾特”級等的低RCS特征。

預計MTC-A將在2021財年第三季度(截至2021年10月暫未見最新消息披露)和2022財年第三季度分別完成“初始設計審查”(PDR)和“關鍵設計審查”(CDR)，于2023財年第三季度裝艦使用，并開展測試工作。

下一代艦載數據鏈系統

NTCDL艦載網絡戰術通用數據鏈系統

開發、部署下一代艦機間數據鏈——網絡戰術通用數據鏈(NTCDL)等數據鏈，用以裝備頻海戰斗艦等小型艦只，與航母、兩棲攻擊艦等大型艦船以及各種海上巡邏機、艦載直升機，實施聯網作戰，也是美國海軍近幾年發展艦載通信系統裝備的重點計劃之一。

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