MIT林肯實驗室研發新型軍事衛星天線，功耗降低95%有效對抗太空電子戰干擾

五角大廈尋求太空通訊防護新方案

美國五角大廈正積極尋找保護軍事衛星通訊免受太空電子攻擊的新方法。MIT林肯實驗室（MIT Lincoln Laboratory）的工程師團隊正在開發一款輕量級天線系統，旨在確保美軍即使面臨嚴重干擾，仍能維持通訊連線。

這款原型機是專為增殖型低地球軌道（proliferated Low-Earth Orbit，簡稱 pLEO）所設計，在大規模小型衛星星座中，硬體必須兼具輕巧與高能源效率。研究人員表示，該天線可提供先進的波束成形（beamforming）能力，同時大幅降低功耗。

大幅降低衛星功耗需求

現代軍事衛星越來越依賴自適應天線陣列，能快速重新導向訊號並阻擋干擾，協助操作人員在敵方干擾攻擊期間維持通訊鏈路。

然而，傳統相控陣列天線消耗大量電力，且需要複雜的硬體架構。MIT林肯實驗室的解決方案是一種名為「HoNi BAJR」（Hosted Nimble Beamforming Anti-Jam Reflectarray，即機載靈活波束成形抗干擾反射陣列）的掃描式反射陣列天線。

有別於在每個天線單元上使用放大器的傳統設計，HoNi BAJR 採用具備個別可控單元的反射面。輸入訊號在反射面上彈射並進行相位偏移，隨後傳送至獨立的饋源天線。

這種方式在塑形與轉向波束的同時，大幅降低了硬體複雜度。工程師估算，反射陣列設計相較傳統陣列系統，功耗可降低約 95%。

更小的體積也讓天線能夠安裝在 pLEO 星座中常用的緊湊型衛星平台上。研究人員認為，這項優勢將使該技術對未來軍事衛星星座極具吸引力。

MIT林肯實驗室戰術衛星通訊小組的技術人員 Michael Craton 表示，未來軍事衛星網路需要可擴展的系統，在尺寸、重量、功率與成本方面都要更加精簡。

「我們想思考如何用較低成本的硬體來實現卓越的性能，」Craton 說。他補充指出，團隊也希望在新興威脅成為實際作戰問題之前，就做好應對準備。

在軌道上阻擋干擾

HoNi BAJR 系統特別強調抗干擾性能。自適應陣列通常透過產生「零值點」（nulls）來對抗干擾，壓制來自敵方方向的訊號。

在MIT林肯實驗室射頻系統測試設施的測試中，原型機展示了廣角掃描能力。研究人員也確認該天線可在多用戶之間分割波束，且訊號衰減極小。

團隊進一步嘗試開發更寬廣的干擾抑制區域，而非僅針對單一干擾點。工程師透過重塑波束旁瓣來降低更大範圍的干擾。

這種方法在初期測試中產生了好壞參半的結果，因為微小的訊號變化影響了旁瓣控制。研究人員相信，改進校準方法可以解決大部分的不穩定問題。

校準仍是一大技術挑戰

校準目前是該專案最大的技術障礙之一。不同於傳統相控陣列，掃描式反射陣列在軍事衛星系統中缺乏廣泛的實際運作經驗。

工程師仍需確定如何精確測量並補償天線上的訊號失真。研究人員表示，精確的校準將改善波束轉向、干擾抑制以及整體系統性能。

實驗室也持續研究反射陣列在未來軍事架構中最適合的應用場景。初步研究結果顯示，該技術在排程式波束操作、功率有限的太空載具，以及面對持續但較不動態干擾的環境中表現良好。

「設計硬體本身就是一項挑戰，」Craton 說。「但要弄清楚如何將技術整合到一個完整且實用的系統中，以滿足任務需求，才是最困難的部分。」

未來的研究工作將持續精進波束成形技術、改善校準程序，並探索該天線技術的實際操作應用場景。

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