美国试验新型激光通信技术，能让无人机与卫星高速通信

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MQ-9无人机目前使用的卫星通信微波天线，将来如果换成激光通信系统，将极大提高其通信能力

目前的军用远距离无线通信，主要以微波通信为主，虽然技术水平越来越高，应用也十分成熟，但却存在通信带宽难以继续大幅提高，且容易被截获、干扰的缺陷。上世纪末，一种新概念的通信技术开始出现，这就是无线激光通信技术。上世纪90年代起，以美国为首，展开了对该技术的广泛攻关。早期的激光通信试验，受限于激光器件、功率密度等技术基础不足，试验通信距离比较短，仅为几十千米。近年来，随着新型激光器件技术的进步，激光通信技术逐渐从实验室走向现实。2020年2月20日，美国通用原子公司成功测试空对太空激光通信系统，这种被命名为机载激光通信系统（ALCoS）的新式通信系统，有可能掀起军用通信技术的革命。

激光通信的优势

激光通信技术相比传统微波通信技术，究竟有哪些过人之处？首先，与传统微波载波通信相比，激光通信天然具有通信容量大，速率高的优势，对于军用通信而言，目前发展趋势就是带宽更大、容量更高，这对于激光通信而言恰恰是最主要优势。

其次，虽然激光通信在大气层内有容易被云雨、雾霾等吸收耗散，影响通信距离和质量的缺点，但由于激光相比微波方向性好、波束角小得多，因此在对太空通信时，具有通信距离远，能量耗散小的优点，特别适合天基与地球之间的通信。

第三，激光通信系统由于指向性好，发射和接收系统必须对准角度才能进行通信，因此相比微波，更难以被敌人接听和截获，保密性强，同时它也难以被传统电磁辐射所干扰，抗干扰能力强。

总而言之，激光通信技术在高带宽、大数据量传输需求方面提供了最佳解决方案。

美国机载激光通信系统（ALCoS）

通用原子公司本次演示的新型机载激光通信系统（ALCoS），在技术上已经非常成熟和先进，其激光发射通信系统的尺寸、重量和功率，都非常适于安装在大型中空长航时无人机上，而此前的试验性系统，尺寸和重量都过大，根本不可能由MQ-9这种规格的无人机搭载。

机载激光通信系统（ALCoS）具备两个工作光学波段，分别为1064nm和1550nm，其数据承载能力是传统射频通信卫星系统的300倍。

此次新型激光通信系统的试验测试工作，由通用原子公司与TESAT公司合作完成，主要由通用原子公司位于加那利群岛特内里费岛的光学天文台与TESAT卫星激光通信终端LCT135进行闭合连接，成功演示了采集、跟踪以及关闭与LCT135的链接的能力。也就是说，此次测试并未直接将激光通信系统终端安装在无人机上，而是安装在一个底面测试站上进行测试。不过下一步如果测试结果理想，通用原子公司将进一步将激光通信系统安装在无人机上，直接在空中完成与太空中通信卫星的高带宽激光通信。

可以说，本次测试迈出了使飞机具备高宽带通信系统的关键一步，可赋予飞机通信不受对手侦测与干扰的能力。同时，ALCoS打破了当前射频卫星通信技术的数据瓶颈，有利于发展新一代高性能传感器。

未来展望

下一步，通用原子公司计划使用ALCoS激光通信系统在MQ-9“死神”无人机与卫星之间安全传输数据，进而实现低截获率、低检测率的空-天间通信。

我们知道，此前的大型远程无人机，都是通过机头安装的微波卫星天线实现与通信卫星的通信的，但通信带宽较小，能够实时传送的信息很有限，而如果无人机-卫星间激光通信能够成为现实，必将极大增强无人机作为通信中继节点和侦察探测平台的实际信息获取能力，将成为军事通信领域的技术颠覆者。美国在空-天激光通信技术领域的新动向，无疑值得我们借鉴和学习。

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杀敌于无形的波武器（一）：可重复使用的高功率微波武器

出品：科普中国

作者：岳江锋

策划：宋雅娟

监制：光明网科普事业部

长期以来，国际上习惯按照一类武器所采用的杀伤物质为其命名，如“化学武器”、“核武器”、“生物武器”。因此，人们也将以无线波束作为杀伤物质的一类武器简称为“波武器”，其中包括微波武器、激光武器和声波武器。作为电子战的重要利器，波武器越来越受到军事上的重视，目前已有多种微波武器在实战中显现出巨大威力。

车载微波武器辐射出高度集中的高功率微波使飞机电子设备失灵（图片来自网络）

什么是高功率微波武器？

微波是指频率为300兆赫兹～300吉赫兹的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波攻击武器作为定向能武器的一种，兼具软硬多种杀伤效应。

与激光武器相比，微波武器的作用距离更远，受气候条件影响更小，且其波束宽得多，攻击时只需确定大概指向，不必精确瞄准，易于火力控制，从而使敌方对抗措施更加困难和复杂化。微波武器辐射出的大功率、宽角度电磁波脉冲（多呈扇形或圆锥形）有大面积杀伤能力，可以充当“盾牌”防御整个集群。另外，由于微波射束具有一定的方向性，可避免对己方电子设备造成毁伤，而非致命微波攻击武器对操作人员完全无害，且易于小型化，安装部署都非常方便。

高功率微波武器特指脉冲峰值功率在100 兆瓦以上（一般大于1吉瓦）的微波武器，以光速传播、瞄准精度要求较低、可同时杀伤多个目标。高功率微波武器可在极短时间内通过高增益天线定向辐射高功率微波，使微波能量聚集在很窄的波束内，形成功率高、能量集中且具有方向性的微波射束，以极高的强度照射目标，干扰或损坏目标设备的电子元器件，使其失效或失能。另外，高功率微波武器还能破坏无人机的通信链路，使其机载探测设备及数据传输与处理受到影响，甚至失灵。

可重用高功率微波武器有啥特点？

按照作战使用方式，高功率微波武器可分为两类：一类是一次性使用的高功率微波弹；另一种是可重复使用的（简称“可重用”）高功率微波武器。可重用高功率微波武器与一次性高功率微波武器相比成本要高，这是因为可重用微波武器所需要的能量要大得多。但作为防御性武器，可重用微波武器也具有明显的优势，它能够在战区空间范围内同时对付多枚导弹，并且能保证从多个方向保护防御目标。

这是因为它采用了相控天线阵，其天线波束可以快速重新瞄准目标。因此，与一次性使用的同类型武器相比，可重用微波武器在传输能力、快速性、可控性等方面具有明显的优势。在对重要基础设施（如核电站、水电站、核武器库、大型交通枢纽）等目标进行防御时，可重用毁伤型微波武器的应用是最有效的，也是最经济的。

可重用微波武器装备可以安装在地基/海基、空基和天基各类不同的平台上，例如空间飞行器、无人机、直升机、舰船、坦克及其他运输工具。地基/海基高功率微波武器以车辆、坦克或舰船为平台，目前主要用于近程防御，如反精确制导武器等，未来的发展目标是反卫星；空基高功率微波武器以直升机或无人机为平台，主要用于攻击空中/地面电子信息系统；天基高功率微波武器以卫星为平台，主要用于反卫星或临近空间目标，战略应用价值很高。

可重用高功率微波武器的典型案例

自20 世纪70 年代以来，美国、俄罗斯（苏联）、英国、法国、德国和日本等军事强国相继开展了高功率微波技术研究。进入21 世纪，高功率微波技术开始向军用平台和进攻型武器的方向发展。目前，高功率微波技术已成为国际上的研究热点，其中美国和俄罗斯的研究水平最高。

2014年，俄罗斯无线电电子技术集团（KRET）研制了“克拉苏哈”（Krasukha）系列电子战武器，其包括两个型号：“克拉苏哈”-2和“克拉苏哈”-4系统。前者是一种车载高功率微波干扰系统，主要用于对抗空基雷达，可以在上百千米外对预警机实施干扰。后者是“克拉苏哈”系列最新的电子压制和防护系统，用途更加广泛，能够对抗美国E-8C类战场监视机、“捕食者”无人侦察攻击机、“全球鹰”无人战略侦察机，甚至包括“长曲棍球”系列侦察卫星。两者联合作战使用，可覆盖数百千米的区域，在2014年的乌克兰冲突和2015年的叙利亚战争中表现不俗。

近年来，美国发展了Phaser高功率微波武器，将其安装在车载集装箱上，不仅能够击落无人机及其集群，还能够用于摧毁目标范围内的汽车、坦克、直升机及其他电子设备。另据美国《防务博客》2018年8月报道，美陆军在现已掌握的技术基础上，正发展一种以无人机为运载平台的高功率微波系统，借助这种高功率微波武器，实现“用无人机打无人机”的作战样式。由于搭载微波武器的无人机体积较小，不易被雷达发现，在对抗无人机方面可谓“易守难攻”，在对抗无人机群方面可能带来革命性变化。

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...照发射功率来说的话,卫星的功率也没有那样大吧,即便是_作业帮

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