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国外激光通讯理论 美国试验新型激光通信技术,能让无人机与卫星高速通信
发布时间 : 2024-11-24
作者 : 小编
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美国试验新型激光通信技术,能让无人机与卫星高速通信

兵工科技(微信ID:binggongkeji)

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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弃激光通信论,走量子技术路线?美军潜艇或先装备,才动手先别吹

本世纪以来,美国在高科技领域出现了疲软的状态,在许多方面出现了发展缓慢的局面,比如:量子通信技术领域就被别人甩开了。

量子通信

现在美国不得不在多个领域进入了追赶状态,美国开始盯上了量子通信技术,如今似乎在量子通讯技术领域终于追上了!根据最新的消息表明美军正在为核潜艇搞量子通信研发,这是否意味着,美国放弃激光通信理论,走量子技术路线?

上世纪90年代时,美军就构想着使用激光通讯技术来解决与潜艇进行通讯联络的问题,可惜这一技术似乎没有获得什么理想的效果,一直在进行测试,尚没有达到实用化的水平。

潜艇通信

如果进行对比的话,人们会发现量子通讯技术要远比激光通讯技术更为理想,尤其是量子通讯几乎无法破解这个优势尚为其他技术所无法代替,自然引起许多国家大力研究。以前美国属于认识上的失误,没有把量子通讯列为重中之重,但是美国的研发基础很强,一旦意识到问题上,再掉头追赶,发展速度还是值得关注的,绝不是什么被轻易甩下的对手。

量子技术研究

如果按照美国的表示的话,量子通信技术将获得很大的发展,2020年4月,渥太华大学的研究人员进行了初步模拟实验,展示了量子通讯在模拟海洋水域的条件下传输数据的全过程,虽说每秒只能传输4600个字符,但是实现陆上指挥部和潜艇之间的安全通信。

美军研究量子通信

按照许多人的说法,如果这一技术发展顺利的话,那么美军潜艇或抢先装备,拿下全球第一的位置,实现弯道超车了,可惜这个说法实际上太过于可笑了,目前量子通讯技术还不是一个什么成熟的技术,连参与试验的美国技术人员都已经都承认,技术上还不完善,许多问题都没有解决,投入使用依然只是一个预期,还没有一个明确时间表。

如今谈什么美国在量子通讯技术领域取得领先,实际上依然有点想象,别人抢先动手好多几年了,也取得了不小的成就,美国随随便便就说可以超越,还是缺少证据的。美国在相关通讯领域到底何时取得领先压根没有明确的说法与证据,至少美国尚缺少几颗量子通讯技术与试验卫星,仅仅搞几次实验就敢说什么领先缺少说服力。

量子试验卫星不是美国第一

事实上,美国在量子通信技术的军用方式才动手。先别吹至于什么取得技术领先,直接说领先似乎有点儿想当然了,目前也仅仅是开始进行技术方面的实验,还是初期的原理实验,所以不要谈什么领先不领先的问题。更重要的是,目前没有证据表明别人在这一领域处于停步状态,量子技术是最前沿的技术,自然受到关注,许多媒体也会乐于报道,但是在军用领域的应用问题,属于尖端军事技术,许多国家压根儿都不会宣传自己在这一方面取得的任何成就,所以别人不声张,自己就获第一的想法有点可笑了!

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