SDA 发布了一份信息请求 (RFI)，以收集扩散作战空间架构 (PWSA) 第 3 阶段 (T3) 跟踪层的意见。RFI 为业界提供了一个在招标发布前进行审查和提供反馈的机会。
T3 跟踪层将加速导弹防御能力的扩散，以提供低延迟火控质量数据，同时继续提供常规和先进导弹威胁（包括高超音速导弹系统）的全球、持续指示、检测、警告、跟踪和识别。
SDA 计划通过一家或多家供应商购买和部署约 54 颗（可能更多）带有红外 (IR) 传感器的航天器 (SV)，这些航天器分布在六个轨道平面上。SDA 还可能根据该其他交易授权 (OTA) 协议购买其他卫星和传感器有效载荷，以告知需求和星座设计。
T3 跟踪层星座的第一个轨道平面将不迟于 2029 年 4 月 31 日发射，后续轨道平面的发射预计将以一个月为间隔。
SDA 要求每艘 SV 和通信系统能够与所有其他 PWSA 执行者开发的 SV 和系统互操作。此外，所有 SV 都必须通过通用地面系统以集成方式运行。
通过此 RFI 收集的信息可能会为未来的招标提供参考。查看链接中的完整信息请求，了解更多详细信息和提交说明。行业反馈请于美国东部时间 2024 年 7 月 29 日中午前提交。
SDA 成立于 2019 年 3 月，旨在通过部署扩散式作战空间架构 (PWSA) 为国家安全太空需求提供快速、响应迅速且弹性的解决方案。PWSA 的作战效用取决于弹性传感和通信能力，这些能力由最初在低地球轨道 (LEO) 中大量相对较小的可大规模生产的 SV 星座实现。跟踪层的主要任务目标是提供全球监视和定位服务，具有 24/7/365 MW/MT/MD (MWTD) 功能，该功能与传输层集成以进行数据路由。
图 3显示了跟踪层卫星有效负载的架构。该架构为数字、射频和光学组件及系统展示了多种机会。
任务数据链路：通过军用Ka波段无线电频率启用，提供集中的高数据速率通信。作为主要网关连接，任务数据链路在早期阶段使用万向反射器。这限制了与单个波束的连接，并且需要航天器具有高度的指向精度。
战术数据链路：使用 L 波段无线电频率上的 Link 16 多用户通信标准，实现与作战人员的直接连接。迄今为止，Link 16 仅限于地面、船舶和机载资产，但 SDA 正在通过添加与广泛部署的系统兼容的有效载荷来扩展其功能。早期阶段的基线是需要身体指向的固定天线或万向直接辐射天线。这些功能对于推进首批太空部署的 Link 16 资产至关重要，但需要通过多波束相控阵进行现代化改造，以更好地支持作战人员的需求，增强覆盖范围、抗干扰性和减少延迟等优势。
图 4显示了支持卫星的 Link 16 战术数据链的效果图。
射频传感：一项用于广泛任务和要求的关键技术。通过该机构的项目征集，可以对 SDA 任务的传感进行更深入的讨论。
PWSA 的早期阶段优先考虑了时间表和成本，以验证整个端到端星座概念。未来的部分将需要增强能力。实现这些新的要求和功能将由实验任务驱动，作为新技术的主要入口。
CesiumAstro 目前正致力于为 SDA 提供用于 Ka 波段任务数据链和 L 波段战术数据链的多波束 AESA 功能。其 Vireo AESA 有效载荷将作为 Tranche 1 跟踪层的一部分集成到七架雷神航天器中。基于之前的努力，其 L 波段链路 16 兼容 AESA 支持利用连接不同网络的可扩展战术数据链路解决方案的模块化方法。该通信有效负载针对空间进行了优化，可提供多波束快速电子转向，与商品化总线集成，并满足尺寸、重量、功耗和热管理的相关要求。它与并非设计用于与低地轨道通信的现场战术终端进行通信。该系统正在开发中，以适应大批量生产，以支持星座部署目标，同时满足相关的成本和进度要求。CesiumAstro 的设计和生产方法直接解决了与部署 PWSA 相关的挑战。该设计利用了全行业对移动通信的投资来降低 IC 的成本和性能，满足大批量制造的要求并使用软件定义的功能。满足大批量制造的要求并使用软件定义的功能。满足大批量制造的要求并使用软件定义的功能。
虽然相控阵天线用于地面应用，但太空引入了更严格的设计要求，首先是需要更高的功率效率。在太空中发电本身就具有挑战性，而散发使用该电力的设备产生的热量则更加困难。需要周密的系统工程来优化发电和消耗、在宽温度波动下管理性能、最大化射频性能并最小化整体质量。例如，虽然当前的 SOI、GaN 和 GaAs 工艺本质上是耐辐射的，但它们的 RF 性能可能会随温度变化很大。这些挑战必须通过高度集成的跨学科工程团队来解决，其中包括系统、射频、电子、数字、软件、热学、封装、制造和测试工程师协作开发紧密集成的模块化设计，满足任务要求并且可大规模制造。
使用 AESA 技术进行通信可为作战人员和任务带来多种好处。早期的部分青睐固定天线，需要身体指向或万向架来提供单波束连接。多波束AESA的使用曾经是一种昂贵的雷达解决方案，现在已成为一种成熟的通信技术。AESA 有效负载架构具有多项运营优势：
多个同步波束：通过单个孔径的多个独立波束最大限度地提高容量和频率复用。
快速转向：快速跳跃和转向波束以提高频谱利用率并增加用户容量。
波束整形：每个元件的全幅度和相位控制可实现波束整形，从而优化覆盖区域并减少旁瓣或为干扰源创建零点。
任意偏振：全偏振元件可用于通道之间的隔离，以校正扫描角度上的偏振或最大限度地减少接地端子的偏振不匹配。
优雅降级：冗余最大限度地减少单个组件故障对整体性能的影响，延长任务寿命。
除了这些对通信的直接好处外，AESA还通过降低姿态确定和控制系统（ADCS）的复杂性来简化航天器的整体架构。在对 2000 年至 2016 年小型卫星故障的研究中，ADCS 是部分或全部任务失败的第二大原因。万向天线或体指向天线对 ADCS 提出了更严格的要求，增加了该系统的成本和复杂性，增加了功率要求并缩短了车辆的平均寿命。利用 AESA 可以降低 ADCS 的尺寸、成本和复杂性，同时在 ADCS 性能下降的情况下提供指向冗余，这种情况可能发生在航天器处于“安全保持”模式时。AESA 还允许航天器实施更简单、更直接的指向控制策略，并在执行通信任务时执行其他功能。例如，航天器可以简单地进行最低点指向，即指向该卫星的向下视野的过程，同时跟踪一个或多个地面终端。此过程可以显着减少编程和操作开销。此外，航天器可以更轻松地跟踪太阳，同时与多个用户通信，同时最大限度地提高服务质量、发电和能量存储。
由于这些优点，AESA 天线现在被考虑用于 Link 16 通信和其他有效负载，作为优化整个系统生命周期成本和性能的方法。例如，航天器可以简单地进行最低点指向，即指向该卫星的向下视野的过程，同时跟踪一个或多个地面终端。此过程可以显着减少编程和操作开销。此外，航天器可以更轻松地跟踪太阳，同时与多个用户通信，同时最大限度地提高服务质量、发电和能量存储。
由于这些优点，AESA 天线现在被考虑用于 Link 16 通信和其他有效负载，作为优化整个系统生命周期成本和性能的方法。例如，航天器可以简单地进行最低点指向，即指向该卫星的向下视野的过程，同时跟踪一个或多个地面终端。此过程可以显着减少编程和操作开销。此外，航天器可以更轻松地跟踪太阳，同时与多个用户通信，同时最大限度地提高服务质量、发电和能量存储。由于这些优点，AESA 天线现在被考虑用于 Link 16 通信和其他有效负载，作为优化整个系统生命周期成本和性能的方法。此过程可以显着减少编程和操作开销。
此外，航天器可以更轻松地跟踪太阳，同时与多个用户通信，同时最大限度地提高服务质量、发电和能量存储。由于这些优点，AESA 天线现在被考虑用于 Link 16 通信和其他有效负载，作为优化整个系统生命周期成本和性能的方法。此过程可以显着减少编程和操作开销。此外，航天器可以更轻松地跟踪太阳，同时与多个用户通信，同时最大限度地提高服务质量、发电和能量存储。由于这些优点，AESA 天线现在被考虑用于 Link 16 通信和其他有效负载，作为优化整个系统生命周期成本和性能的方法。
PWSA 采用功能层架构，其功能通过通信卫星、传感器和数据处理的网状网络来实现。利用射频和微波技术的三个主要层是传输层、跟踪层和托管层，每个层都包括专用卫星。其他层可以托管在现有卫星上或与其他有效载荷结合。
传输层：充当安全通信层，将数据通过网络路由至作战人员。预计由 300 至 500 颗卫星组成，位于高度为 750 至 1200 公里的高低地球轨道 (LEO) 上。高低地轨道提供了更广阔的地球和较低轨道卫星的视野，但它呈现出更具挑战性的辐射环境。用户服务将包括 Link 16 和综合广播系统，提供通信、威胁警告和态势感知。
跟踪层：提供主动传感功能，实现实时预警和战场感知，包括 24/7/365 导弹预警、导弹跟踪和导弹防御 (MW/MT/MD) 功能。轨道根据任务的不同而变化。数据通过传输层进行中继，以进行聚合并与地面和用户段进行通信。
托管层：包括随着时间的推移汇总收集到的数据的传感器，为启动前（启动前）跟踪和定位建立战略见解。来自许多传感器的数据融合通过传输层联网，为作战人员提供实时洞察。
这些层一起形成一个有凝聚力的网络，为作战人员提供清晰的战区画面。每层都包含一组兼容的核心通信有效负载，确保与传输层的连接，包括射频和自由空间光学激光通信。图 1显示了 PWSA 架构及其功能层的图。传输层、跟踪层和托管层是利用射频和微波技术的最离散的层。请注意，并非所有层都有专用卫星，并且这些功能可以在整个星座中共享。
1、SDA 发布有关扩散作战空间架构第 3 部分跟踪层的信息请求
https://www.sda.mil/sda-posts-request-for-information-related-to-tracking-layer-for-tranche-3-of-proliferated-warfighter-space-architecture/
2、PWSA Tranche 3 Tracking Layer RFI
https://sam.gov/opp/02734f4f40fd4232a19c5be3e436592f/view
3、Space Development Agency: Setting the Pace for Defense Innovation
https://www.microwavejournal.com/articles/40360-space-development-agency-setting-the-pace-for-defense-innovation
4、SDA sends notice to industry for next layer of missile tracking satellites
https://defensescoop.com/2024/07/01/space-development-agency-tranche-3-tracking-rfi/
原文始发于微信公众号（太空安全）：SDA PWSA 发布有关扩散作战空间架构第 3 部分跟踪层的信息请求(RFI)
评论