DARPA用极低轨卫星研究改进电离层高频跨域通信

       据《太空战争》2022年4月22日报道,美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)新启动名为“占卜板”的计划,旨在从低轨卫星原位测量的角度,研究电离层对高频无线电通信传输的影响,以改进提升陆、海、空、天跨域通信的战场能力。过去研究电磁噪声电离层高频传输的方法是采用地面测量手段,为更精确测量太空传输影响,需要采用更科学的方法,能在电离层范围本身直接实施测量。“占卜板”计划旨在利用低轨卫星上的传感器载荷,对高频无线电波在电离层中的传输进行测量并提供天基测量数据,量化太空高频噪声环境,改进电离层特性,以支持作战能力生成。从增强地基测量角度出发,位于太空极低地球轨道(VLEO)提供原位测量,研制和验证精确、近实时高频传输预测。VLEO是位于200至300公里高的低地球轨道,电离层电子密度最高,信息最丰富,精确的高频传输预测需要在这个轨道对电离层电子密度时空特征更细颗粒度的研究认知。

“占卜板”计划包括2个技术领域。DARPA战略技术办公室在2021年4月21日已经发布了第一个技术领域的征集建议方案公告,要求研制、测量、发射和运行多颗带有科学与任务仪器的小卫星。科学研究载荷旨在通过直接采样或间接利用导航卫星掩星仪手段,对电子密度实施测量,要求在采用或适应现有商用货架部组件产品基础上,提高科学研究载荷的功能。高频任务载荷要求研制高灵敏度、高动态范围、低噪声高频测量子系统,尤其是子系统上的天线,技术挑战最艰巨。

第二个技术领域是同化模型开发构建,发布征集建议方案的时间要比第一次晚,旨在开发可摄取VLEO卫星载荷原位测量数据的同化模型。衍生的电子密度模型将带入高频传输节点,用轨道卫星实测数据进行验证,通过嵌入高时空分辨率、低延时改进的地面测量方法,进而提高商用货架同化模型产品的保真度。

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