Разработка ориентирована на перспективные спутниковые группировки на низкой околоземной орбите (pLEO), где для обеспечения глобальной связи используются многочисленные компактные космические аппараты. В таких системах критически важны минимальные требования к массе, размерам и энергопотреблению оборудования.
Современные военные спутники всё чаще используют адаптивные антенные системы, способные динамически изменять направление излучения и подавлять источники радиопомех. Однако традиционные фазированные антенные решетки требуют большого количества активных компонентов, усилителей и сложных электронных схем, что приводит к значительному энергопотреблению и увеличению стоимости аппаратуры.
В качестве альтернативы специалисты MIT создали сканирующую антенну с отражающей решеткой HoNi BAJR (Hosted Nimble Beamforming Anti-Jam Reflectarray). Вместо формирования сигнала при помощи множества активных передающих элементов система использует отражающую поверхность с индивидуально управляемыми ячейками. Каждая из них изменяет фазу отраженного сигнала, позволяя формировать и направлять радиолуч без необходимости установки усилителей на каждом элементе массива.
Благодаря такому подходу удалось существенно снизить сложность конструкции и энергопотребление системы. По оценкам разработчиков, новая архитектура требует примерно на 95 % меньше энергии, чем традиционные фазированные антенные решетки сопоставимого назначения.
Одной из ключевых задач проекта стало повышение устойчивости спутниковой связи к радиоэлектронному подавлению. Для этого антенна использует методы адаптивного формирования диаграммы направленности, создавая так называемые «нули» в направлении источников помех и тем самым ослабляя их воздействие на принимаемый сигнал.
Во время испытаний на специализированном радиочастотном полигоне Лаборатории Линкольна прототип продемонстрировал широкоугольное сканирование луча и возможность одновременной работы с несколькими пользователями без существенного ухудшения качества связи.
Особый интерес представляет способность системы подавлять помехи не только в отдельных точках пространства, но и в целых секторах. Для этого инженеры модифицировали структуру боковых лепестков диаграммы направленности, формируя расширенные зоны подавления сигналов радиоэлектронной борьбы. Хотя первые испытания выявили определённые сложности с точностью управления такими режимами, разработчики считают, что проблему удастся решить за счёт совершенствования алгоритмов калибровки.
Именно калибровка сегодня остается одним из главных технических вызовов проекта. Поскольку отражательные антенные решетки пока не получили широкого распространения в военных космических системах, исследователям предстоит разработать методы точного измерения и компенсации фазовых искажений по всей поверхности антенны.
По словам руководителей проекта, новая технология может оказаться особенно востребованной в спутниковых системах с ограниченным энергетическим бюджетом, где применение полноценных фазированных решеток экономически или технически нецелесообразно. В первую очередь речь идет о многочисленных спутниковых группировках на низкой орбите, которые должны обеспечивать устойчивую связь даже в условиях активного радиоэлектронного противодействия.
В ближайшие годы команда MIT планирует продолжить совершенствование алгоритмов формирования луча, методов калибровки и сценариев практического применения технологии. Если разработка подтвердит заявленные характеристики в реальных космических системах, она может стать одним из ключевых элементов следующего поколения защищенных спутниковых сетей связи.
Источник: https://interestingengineering.com/space/reflectarray-satellite-antenna-jamming
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
