印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展與對抗

陳 亮

(中國電子科技集團公司第三十六研究所，浙江嘉興314033)

0 引言

自20世紀(jì)80年代以來，印度國家衛(wèi)星系統(tǒng)己從第一代發(fā)展到第四代，并按照計劃與地球同步軌道衛(wèi)星合并成為印度通信衛(wèi)星“INSAT/GSAT”系統(tǒng)，成為全球最大的國有通信衛(wèi)星系統(tǒng)之一。印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)增強了印度的信息互通能力和執(zhí)行特定任務(wù)的能力，成為印度武器系統(tǒng)的力量倍增器。而印度政府近年來一直把中國作為其假想敵，追求其對巴基斯坦和中國的優(yōu)勢，達(dá)成其稱霸南亞的目的。特別是近年來，印度不斷向中印邊境施壓，因此有必要開發(fā)針對印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的對抗技術(shù)與裝備［1］。

1 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的介紹

印度在發(fā)布的第十一個“五年計劃”中明確提出:要滿足日益增長的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量的需求，確保衛(wèi)星通信服務(wù)的連續(xù)性、保護空間資產(chǎn)、實現(xiàn)頻段的有效管理。發(fā)展印度衛(wèi)星通信系統(tǒng)在C頻段、擴展C頻段、Ku頻段以及移動衛(wèi)星頻段的服務(wù)，增加政府、社會部門和其他特定用途的衛(wèi)星業(yè)務(wù)。目前，印度的衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其發(fā)展的需要。

1.1 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前，第一代印度國家衛(wèi)星系統(tǒng)己經(jīng)全部退役，截止到2011年12月，在軌服役的通信衛(wèi)星包括INSAT-2E、INSAT-3A、INSAT-3C、INSAT-3E、INSAT-4A、INSAT-4B(以 50% 的容量工作)、INSAT-4CR、GSAT-8和 GSAT-12共計9顆［2］。

INSAT-2E衛(wèi)星是第二代印度國家衛(wèi)星系列中至今仍在服役的最后一顆衛(wèi)星。INSAT-2E衛(wèi)星具有遠(yuǎn)程通信、電視廣播和氣象服務(wù)等多種業(yè)務(wù)。衛(wèi)星凈重1 150kg，載荷功率2 918W，星上攜帶了12個C頻段、5個擴展C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。

INSAT-3A衛(wèi)星是一顆多用途衛(wèi)星，可提供遠(yuǎn)程通信、電視廣播、氣象和搜索救援業(yè)務(wù)。衛(wèi)星凈重1 348kg，載荷功率3 100W，星上攜帶了24個轉(zhuǎn)發(fā)器，其中12個C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器、6個擴展C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器、6個Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器和1個Ku頻段的信標(biāo)機。

INSAT-3C衛(wèi)星是一顆具備通信、廣播和氣象功能的多任務(wù)衛(wèi)星。衛(wèi)星凈重1 218kg，載荷功率2 765W，星上攜帶了24個C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器、6個擴展C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器和2個S頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，INSAT-3C衛(wèi)星除了替代退役的INSAT-2DT衛(wèi)星和INSAT-2C衛(wèi)星的功能以外，還將增強和擴大INSAT系統(tǒng)的容量。

INSAT-3E衛(wèi)星是第三代印度國家衛(wèi)星系列中的第4顆衛(wèi)星。這是一顆旨在擴大INSAT系統(tǒng)通信能力的專用通信衛(wèi)星。該衛(wèi)星凈重1 218kg，載荷功率2 940W，星上攜帶了24個普通C頻段和12個擴展C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。

INSAT-4A衛(wèi)星是第四代印度國家衛(wèi)星系列中首顆工作在Ku頻段和C頻段的衛(wèi)星。衛(wèi)星凈重1 387kg，載荷功率6 300W，星上攜帶了12個Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器和12個C頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，與INSAT-2E衛(wèi)星和INSAT-3B衛(wèi)星共軌。衛(wèi)星的Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器覆蓋了印度的大陸，C頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器可覆蓋更大的區(qū)域。

INSAT-4B衛(wèi)星是一顆Ku頻段的專用通信衛(wèi)星。衛(wèi)星起飛重量達(dá)3 025kg，載荷功率5 859W，星上攜帶了12個Ku頻段的高功率轉(zhuǎn)發(fā)器可覆蓋印度大陸主要地區(qū)，以及12個C頻段的高功率轉(zhuǎn)發(fā)器可覆蓋印度大陸主要地區(qū)以及東南和西北等擴展區(qū)域。

類似INSAT-4B衛(wèi)星的INSAT-4CR衛(wèi)星也是一顆Ku頻段的專用通信衛(wèi)星。衛(wèi)星重2 130kg，載荷功率3 870W，星上攜帶了12個Ku頻段的高功率轉(zhuǎn)發(fā)器。INSAT-4CR衛(wèi)星攜帶的12個高功率Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，可以提供直接到戶(DTH)的電視業(yè)務(wù)、視頻圖像傳輸(VPT)和數(shù)字衛(wèi)星新聞收集(DSNG)服務(wù)。

GSAT-8衛(wèi)星是印度的先進通信衛(wèi)星，作為一顆高功率通信衛(wèi)星進入印度國家衛(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星凈重1 426kg，載荷功率6 242W，星上攜帶了24個Ku頻段的高功率轉(zhuǎn)發(fā)器和一個工作在L1和L5頻段的雙通道GPS輔助導(dǎo)航(GAGAN)載荷。GSAT-8衛(wèi)星攜帶的24個Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器將大大增強INSAT系統(tǒng)的通信能力。

GSAT-12衛(wèi)星是最新的一顆衛(wèi)星，以滿足印度對于不斷增長的轉(zhuǎn)發(fā)器需求。衛(wèi)星凈重559kg，載荷功率1 430W，星上攜帶了12個擴展C頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器［3］。

1.2 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展

印度空間研究發(fā)展組織公布的未來計劃將要發(fā)射的通信衛(wèi)星仍是關(guān)注的重點，這些衛(wèi)星具體情況介紹如下。

GSAT-6衛(wèi)星具有5個S頻段波束，能覆蓋印度大陸，每個波束能夠支持一個C×S頻段的前向鏈路轉(zhuǎn)發(fā)器和一個S×C頻段的返回鏈路轉(zhuǎn)發(fā)器。因此，這5個波束將具有成倍的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量。衛(wèi)星上的通信鏈路是通過一個集線器進行操作的。衛(wèi)星采用標(biāo)準(zhǔn)的1－2K總線，以及大約3 100W的功率輸出。該衛(wèi)星起飛重量為2 200kg。衛(wèi)星載荷采用高功率S頻段TWTA和新型6米折疊天線技術(shù)。GSAT-6衛(wèi)星的發(fā)射計劃將推遲到2013年。

GSAT-7衛(wèi)星是一種多波束衛(wèi)星，其上攜帶有UHF、S、C和Ku頻段的載荷。該衛(wèi)星計劃采用印度自行研發(fā)的GSLV火箭發(fā)射。衛(wèi)星重2 330kg，載荷功率2 000W。衛(wèi)星的配置和新載荷的組建也已經(jīng)設(shè)計完成。GSAT-7衛(wèi)星的發(fā)射計劃將推遲到2012年11月。

GSAT-9衛(wèi)星將攜帶12個覆蓋印度大陸的Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器和一個GAGAN載荷。該衛(wèi)星計劃搭載GSLV火箭發(fā)射。衛(wèi)星系統(tǒng)基于I-2K平臺，衛(wèi)星起飛重量為2 330kg，載荷功率達(dá)2 300W。GSAT-9衛(wèi)星計劃將在2013年發(fā)射。

GSAT-10旨在滿足Ku頻段和C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的需求，攜帶了12個Ku頻段、12個C頻段和112個擴展C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，以及GAGAN載荷。該衛(wèi)星采用標(biāo)準(zhǔn)I-3K結(jié)構(gòu)，功率為6 000W，起飛重量為3 400kg。目前正在進行衛(wèi)星的建造和測試工作。GSAT-10衛(wèi)星已經(jīng)于2012年9月29日成功發(fā)射。

GSAT-11衛(wèi)星是基于處于開發(fā)末期的I－4K總線開發(fā)的。該衛(wèi)星能夠產(chǎn)生10－12千瓦的功率，支持8 000W的功率載荷。日前正在進行載荷配置工作。載荷具有16個點波束，能夠覆蓋整個印度，以及安達(dá)曼群島和尼科巴群島。與用戶終端相連的通信鏈路工作在Ku頻段，而與集線器相連的通信鏈路工作在Ka頻段。衛(wèi)星載荷將被配置成為高數(shù)據(jù)傳輸速率的衛(wèi)星。GSAT-11衛(wèi)星計劃將在2013年發(fā)射。

GSAT-14衛(wèi)星旨在替換EDUSAT衛(wèi)星，衛(wèi)星配置了6個Ku頻段和16個擴展C頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，波束將覆蓋整個印度。此外，衛(wèi)星還攜帶了Ka頻段的信標(biāo)，用于研究印度區(qū)域的降雨和大氣對于Ka頻段衛(wèi)星通信鏈路的影響。該衛(wèi)星重約2 050kg，并計劃采用印度國產(chǎn)的GSLV火箭發(fā)射。GSAT-14衛(wèi)星計劃將在2012年6月發(fā)射［4］。

2 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的特點分析

印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)在軌道上采用多星共位技術(shù)，衛(wèi)星工作頻段方面包括了除Ka頻段外所有主要頻段，并且衛(wèi)星波束的等效輻射功率基本覆蓋了整個亞洲地區(qū)。

2.1 采用多星共位技術(shù)提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的容量和穩(wěn)定性

隨著印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)中衛(wèi)星數(shù)目的不斷增加，同步軌道位置日趨緊張，尤其是在一些熱點弧段上表現(xiàn)得更加突出，因此印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)也采用了多星共位技術(shù)，以提高同步軌道的利用率。印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的軌道位置，在最初東經(jīng)74°和東經(jīng)93.5°兩個位置的基礎(chǔ)上增加了東經(jīng)48°(GSAT-2衛(wèi)星)、東經(jīng)55°和東經(jīng)83°3個位置。采用多星共位技術(shù)后，多顆衛(wèi)星可以提高衛(wèi)星容量;采用較大的傾角軌道，不同的相位，可以同時為高低緯度地區(qū)提供服務(wù)。另一方面，多顆衛(wèi)星分散了通信功能，在一顆衛(wèi)星出現(xiàn)故障時，由另外一顆衛(wèi)星接替，從而增強了衛(wèi)星通信的魯棒性。

2.2 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的頻段寬、等效輻射覆蓋面廣

由于2010年GSAT-4衛(wèi)星發(fā)射失敗，印度目前尚沒有Ka頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，實際工作的S、C、擴展C和Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器只有187個。印度執(zhí)行特定任務(wù)的衛(wèi)星通信也是通過租用上述衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器來實現(xiàn)的。印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)中具有移動衛(wèi)星服務(wù)，實現(xiàn)了與各種海上、便攜式和車載等移動終端通信的能力，因此移動衛(wèi)星服務(wù)在印度執(zhí)行特定任務(wù)的通信中將會更加普及。雖然印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)中的C頻段和Ku頻段以民用的電視廣播應(yīng)用為主，但是不能排除在應(yīng)急情況下傳輸其他特定任務(wù)信息的可能。

3 印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的對抗

印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的對抗技術(shù)與裝備的開發(fā)，不但要考慮到通信衛(wèi)星本身的特點，而且還要結(jié)合不同時期用戶的不同任務(wù)要求，以及環(huán)境的影響，發(fā)展適合高寒山地環(huán)境下的通信衛(wèi)星對抗技術(shù)和裝備。

3.1 加強對印度通信衛(wèi)星的偵察和信息積累

對印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)偵察的主要目的是為干擾等特定任務(wù)提供支援情報。由于印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)中衛(wèi)星信號繁多，各種用途的信號混雜，要求從對象衛(wèi)星中分辨、識別出目標(biāo)通信衛(wèi)星占用的頻率和技術(shù)參數(shù)，監(jiān)視這些載波信號的活動規(guī)律和變化情況等。通過對印度通信衛(wèi)星的通信下行鏈路信號進行偵察、分析和處理，可以不斷積累掌握其具體通信體制、格式、協(xié)議等信息。對信號內(nèi)容進行解調(diào)，掌握其對衛(wèi)星移動資源的各種應(yīng)用詳細(xì)情況和動向，為關(guān)鍵時期的對抗提供信息資源。

3.2 實施對印度通信衛(wèi)星的多頻段聯(lián)合干擾

對印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)進行干擾時，可以采用活動信道干擾、信令信道干擾、虛假信令干擾、攔阻干擾等多種干擾策略，對印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)實施S、C、擴展C和Ku頻段的多頻段聯(lián)合干擾，共同有效地阻斷印度在關(guān)鍵時期利用各種衛(wèi)星通信資源進行的指揮通信。特別是對于特定用途保留的S頻段和移動衛(wèi)星服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)器實施干擾，阻止印度方面通過印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)中的移動衛(wèi)星服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)器進行移動通信聯(lián)絡(luò)。

3.3 發(fā)展適合高寒山地的對抗技術(shù)和裝備

針對印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)的偵察和干擾裝備的開發(fā)過程中，必須考慮到高寒山地環(huán)境下山高谷深、高寒缺氧、氣候變化無常等自然環(huán)境，以及電離層活動頻繁等電磁環(huán)境對于裝備的影響。對于自然環(huán)境的影響，一方面要考慮到系統(tǒng)存儲和工作狀態(tài)下的低溫測試，系統(tǒng)使用過程中能保證其工作溫度和預(yù)熱時間。另一方面，還要考慮雨淋、風(fēng)壓等環(huán)境測試，以確保裝備(如天線)的加固和抗變形能力。對于電磁環(huán)境的影響，一方面可以采用空間功率分集、實時選頻等技術(shù)手段減少電磁波的衰落、時延等作用;另一方面加強裝備的系統(tǒng)頂層開發(fā)管理，協(xié)調(diào)各個分系統(tǒng)的電磁頻譜的使用，統(tǒng)籌關(guān)鍵時期各系統(tǒng)的頻譜分配方案［5］。

4 結(jié)束語

在未來可能的應(yīng)用中，印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)將為印度高寒山地通信提供明顯的信息優(yōu)勢。因此，研制新型對抗印度衛(wèi)星通信系統(tǒng)的裝備，對降低印度移動衛(wèi)星通信在關(guān)鍵時期的通信效能，確保對印度的信息優(yōu)勢有著重要意義。

［1］ 陳亮.印度通信衛(wèi)星系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展［R］.嘉興:中國電子科技集團公司第三十六研究所，2012.

［2］ 陳亮.2011年度印度通信與通信電子戰(zhàn)發(fā)展動態(tài)研究［R］.嘉興:中國電子科技集團公司第三十六研究所，2012.

［3］ 印度空間研究組織.All Satellites［EB/OL］.http://www.isro.org/satellites/allsatellites.aspx，2012 －10 －08.

［4］ 印度空間研究組織.Future Programme［EB/OL］.http://www.isro.org/scripts/futureprogramme.aspx.2012 －10 －08.

［5］ 馮天軍.高寒山地對電子戰(zhàn)裝各和人員的影響及對策［J］.科技信息，2008，(3):35－36.