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數據鏈系統的組成是啥?有一種設備瘦身才能適用

原標題:數據鏈系統的組成是啥?有一種設備瘦身才能適用


作為軍事裝備的「神經」,數據鏈系統由哪些設備組成呢?以Link 16數據鏈為例,該數據鏈系統由三大模塊組成:任務計算機、數據鏈終端機和收發天線。任務計算機負責數據處理和數據加密,數據鏈終端機負責對數據的調製解調以及生成波形,收發天線則負責收發無線電信號。不過這個定義只代表Link 16數據鏈系統,實際上大多數情況下任務計算機、終端機和天線被統稱為數據鏈終端,這裡分開介紹只是為了方便理解。任務計算機隨著集成電路技術的發展,在體積、重量、成本大幅下降的同時,數據處理能力卻得到極大的提高,已足以支持寬頻數據鏈技術的發展。收發天線也稱為數據鏈天線,用於數據鏈信號的發送與接收,它與雷達天線的工作原理其實是大同小異的,都是收發電磁波,只不過用途不同而已。數據鏈天線在大多數情況下都是單獨設置的,比如在戰鬥機和軍艦上就經常能看到單獨設置的數據鏈天線,有的還設置了多種不同用途的數據鏈天線,其天線尺寸與雷達天線相比通常都要小的多,一些先進的數據鏈收發天線還採取了相控陣天線技術。也有的數據鏈天線是直接集成在雷達上的,比如美國「愛國者」PAC-2防空系統的AN/MPQ-53相控陣雷達,就在雷達天線主陣面下方單獨設置了一個指令收發天線,用於對空中飛行的「愛國者」導彈發送控制指令。


挪威「南森」級護衛艦上的數據鏈天線



俄羅斯22350型護衛艦上的數據鏈收發天線


「愛國者」PAC-2的MPQ-53相控陣雷達單獨設置了指令收發天線


此外,有源相控陣雷達天生就具備實現數據鏈通信的潛力。由於有源相控陣雷達的每個T/R模塊都具備獨立的信號收發能力,因此有源陣的T/R組件使用非常靈活,只要後端軟體支持,可以隨意分出一部分T/R模塊用於實現通信、電子戰、導航、識別等多種功能,收發數據鏈信號自然也不在話下。並且有源相控陣雷達還能實現寬頻瞬時通信,這一點美國已經在戰鬥機機載AESA雷達上試驗過了,通信帶寬達到了情報級數據鏈的水平,這意味著裝備了AESA雷達的戰鬥機已經可以實時下傳合成孔徑雷達的偵察數據,戰鬥機也可搖身一變成為偵察機。總結來說,數據鏈天線既可以單獨設置,也可以集成在雷達上,或者雷達天線本身就是數據鏈天線,具體採取哪種形式就要看實際情況而定了。



美國已試驗利用戰鬥機載AESA雷達進行寬頻數據鏈通信


最後再重點談一下數據鏈終端。它的作用簡單來講就是:如果你有一台終端機,你就可以從整個數據鏈網路中獲取你所需要的信息,同樣你也可以通過終端機向這個網路里的所有用戶發送信息,就好比家庭寬頻上網,電腦有了,網線也接好了,要想連入互聯網就只差一個網卡或MODEM,終端機就是這個網卡或MODEM。也就是說,不管是哪種作戰平台,要想接入數據鏈網路,實現與其它作戰平台的互聯與通信,數據鏈終端都是必不可少的。不同平台使用的數據鏈終端是不同的,大型平台如預警機和大型水面艦艇由於自身體型較大,有足夠的空間容納大型數據鏈終端設備,但中小型作戰平台就不一定具備這個條件了,這就涉及到數據鏈終端的體重和成本問題。

還是以Link 16數據鏈為例,其最初研製的JTIDS終端就存在體積、重量、成本均偏高的情況,難以安裝在中輕型戰鬥機上。為此美國又研發了體重更小、成本更低的MIDS終端,才最終實現Link 16數據鏈系統的大規模普及應用,並成為美國和北約盟國的標準Link 16通信終端,裝備的作戰飛機型號多達14種,數量超過8 000架。



Link 16數據鏈使用的MIDS-LVT終端機,在控制體積與成本後得以普及


隨著新一代數據鏈對通信帶寬的要求越來越高,數據鏈組網用戶的數量越來越多,數據鏈終端的技術含量也將越來越高,構造也越來越複雜,這使得數據鏈終端的體重難題始終伴隨著新一代數據鏈系統的發展過程。美國目前的解決方法是同時裝備多種不同級別的數據鏈,比如不同大小的作戰平台配備不同的數據鏈終端,或者同一平台上配備多種功能不同的數據鏈系統。不過這種解決方式也存在弊端,那就是整個數據鏈網路難以實現通用化,不同平台的數據鏈技術體制和數據格式無法實現統一化,顯然這將影響到數據鏈組網用戶的數量、規模,並直接影響到整個體系的作戰效能,目前來看這個矛盾仍然很難徹底解決。

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