美、英战术无线电通信装备的发展
现代军队使用的战术通信系统主要分成两个部分,一是用于从军级到营级语音和数据通信的区域系统,另一个是较低级梯队直到班级使用的战斗网无线电系统。
区域系统是半自动的,安全性高,并具有抗破坏能力。它们通常有屏蔽能力,工作在超高频或微波频率上,能使用定向天线形成高容量点对点链路。战斗网络无线电系统采用一种较松散的结构,由大量的单个机动网络组成。它通常工作在甚高频波段,用密码加密,但在更多的情况下,是使用跳频。
英国陆军打算用新的弓箭手(bowman)取代已过时的部族人(clansman)无线电台,美国也在规划未来通信系统。
1 未来无线电系统强调减轻重量
目前的研究计划更多地强调减轻装备的重量。体积小、重量轻的无线电台使单个士兵携带无线电台成为可能,而过去仅有专业操作员才携带无线电台。如果小型无线电台更加便宜,为每一个战斗人员配备一台无线电台也是可能的。过去的战术无线电台对操作员来说是一个沉重的负担。以前的像prc-77/vrc-64(在越南战争期间首次部署,目前仍在生产)一类较大的便携无线电台的性能与现在的prc-139(c)或雷卡公司(racal)仅重1.36公斤的妖精(leprechaun)
一类较小的无线电台的性能相当。
减轻无线电台的重量已经成为许多生产厂商追求的目标。英国雷卡公司最近研制出一种新型无线电台,仅比一部大的蜂窝式移动电话稍重稍大,目前这种无线电台已经上市。塔迪兰通信公司最近推出了一种重量不到 700克的手持式prc-710型甚高频无线电台,电台具有跳频、数字密码功能和以最高16千位/秒的速率发送语音及数字数据的能力。
美国陆军的单兵无线电台(isr)计划选择了prc-127a 电台。这种电台是一种作用距离短,仅能传送声音,重量不超过850克的手持电台,步兵可用它进行班级的指挥和控制。电台工作在现有的战斗网无线电系统的频谱之外,最小作用距离200米,最大作用距离700米,由一次性使用电池或可充电电池供电。
美国陆军士兵个人通信系统计划正探索下一代无线通信技术。这种技术必须能向单个士兵提供有关战场态势的信息并且截获概率低,正在研究的自适应无线电通信技术能改善距离特性,有抗多路衰减、盲区的能力,并能抑制城市、山区和森林地区等恶劣的工作环境所产生的干扰。为了将价格减至最小,需要应用商业蜂窝和个人通信系统技术。
有两个因素限制了体积可能减小的程度。一是控制旋钮、开关和显示器的物理尺寸必须足够大,以便在严冬和在核、生物和化学战环境中带着手套的人员能顺利操作;另一因素是电池必须有一定的大小,以便提供足够的电能。目前的锂离子电池的性能是许多流行的无线电台使用的镍镉电池的两倍。理想的也是士兵最喜欢的情形是,电台有充裕的发射功率供班级通信使用,电池重量轻,能量足够电台工作24小时。
2 提高安全性
目前,最简单的应用也要求战术无线电台具有密码加密能力。即使潜在的对手没有监听未加密信号的能力,密码功能也被看成是新采购的无线电系统必不可少的要求。
近来有跳频功能的安全无线电台的价格有所下降,而固定频率的安全电台的价格基本上没有变化,这使得它与跳频电台的价格差别大大地缩小了,采购非跳频电台所节省的费用也越来越少。雷卡公司发现,在过去几年里,大多数传统的固定频率电台的客户转向了使用跳频电台,因此,公司准备在不远的将来逐步停止非跳频电台的生产。
3 内置gps功能
无线电台的另一发展趋势是将无线电台与卫星导航装置结合在一起,在电台上安装内置式gps接收机,或者在电台的内部或外部接口安装外置式gps接收机。gps 系统使无线电台能够确定自身的位置,而且这类确定位置的无线电通信业务的大部分是自动完成的,在每一个语音和数据信息之前的gps信号能自动提供位置信息,这就使得用户可以将注意力集中到信息的战术内容上来。
将无线电台与 gps系统结合起来构成单一装置也有风险。如果键盘或显示器发生故障,将导致电台和gps两个系统同时停止工作。美国陆军希望将gps装置安装到所有的前线无线电台上,而英国则仅将gps装置安装在司令部的无线电台上。
4 双波段无线电台
双波段(hf/vhf或vhf/uhf )无线电台的设想并不新颖,但在过去,双波段将显著地增加重量。美国辛辛那提公司生产的prc-70便携式电台是一种典型的双波段电台,其重量超过10公斤。传统的观点认为,双波段无线电台提供的性能对于大多数战术地面用户而言是多余的,只有特种部队、前方飞机引导人员和警察支援作战部队是多波段无线电台的主要用户。
5 数据传输
以数字技术而不是模拟技术为基础的高度安全的密码系统的发展促进了能传输数字数据的无线电台的发展,这种处理数字信息的能力也被用于发送其它形式的数字信息。当今的甚高频无线电链路可以为各种类型的武器系统传送目标信息,例如,英国陆军使用西门子普莱赛公司生产的大乌鸦(raven)2v无线电台将来自哈罗(halo)火炮定位系统的远距离传感器收集的数据发送到中心指挥所。
数字数据使用的接口相对来说是标准的,例如,雷卡公司的出口型无线电台使用计算机工业广泛使用的rs-232串行接口,它支持windows 95信息系统。
英国陆军目前使用的部族人无线电台,主要考虑的是语音传输问题,后来又增加了有限的数据传输能力。而弓箭手无线电台的设计思想正好相反,主要考虑的是数据传输能力,语音传输的考虑是第二位的。
弓箭手无线电台的服役时间已经从1999年推迟到2002年,象这样为了改进系统而推迟项目服役时间的情况是很少见的。根据最初的设想,弓箭手无线电台应有相对适中的数据传输能力,在寿命中期进行升级,改善数据输出量,这涉及到改变硬件,耗资是比较大的。目前设计的主要特征是由软件决定的,因此,当软件升级时,采用新的调制或其他使用特性而带来变化是可能的。
由雷卡公司、itt公司等几家公司组成的射箭手通信系统公司在1997年8月赢得了2000万英镑的降低风险合同,并正式发布了弓箭手供应与保障合同的招标书。后一个合同的价值估计约15亿英镑,而随后的向英国国防部和海外的销售额最终将达到30亿英镑。
正在通过竞争评价程序选择组成弓箭手系统的各个子系统。已经选中了两个无线电台。一个是增强型弓箭手高级数字无线电台(adr+)甚高频发射接收机,它是itt防卫公司单通道地面和机载无线电系统改进项目(sincgars sip)的一个变型,它的额定数据传输率是16千位/秒,但是在前正向纠错后,仅能达到9.2千位/秒。根据弓箭手计划的要求,英国将制造约3万台adr+。另一个是甚高频便携发射接收机(vpt),它是雷卡无线电公司的妖精的一个型号,将大约制造和部署16万台。
下一个要选择的无线电台将是高频电台。大约需要1万台高频电台,雷卡公司和harris公司将投标,预定1998年夏天签订合同,同时,也将宣布司令部级的局域系统的获胜者。射箭手通信系统公司也将通过竞争选择该系统的高容量数据无线电台(hdcr)和天线、电池及背包等更小的子系统。
英国陆军的25000辆车辆、皇家海军的23型驱逐舰和 lpd(r)攻击舰、皇家海军陆战队的轻型飞机以及皇家空军的c-130大力神飞机和陆军计划中的wah-64阿帕奇直升机都将装备弓箭手无线电台。
弓箭手无线电台将很可能是英国最后一次在单项计划期间采购一个完整的新的无线电台系列重新装备自己的陆军。实际上,英国除了实行这样一个大规模的计划之外,已经别无选择,现有的部族人无线电系统是60年代产品,英国陆军现在面对的是整整一代急需维修的过期待更换的无线电台。
美国陆军已经将30~88兆赫的辛嘎斯系列作为自己的语音/ 数据无线电系统。它们包括prc-119a便携式和vrc-87a、vrc-88a、vrc-89a、vrc-90a、vrc-91a以及vrc-92a车载式无线电台。
一系列的改进计划将使辛嘎斯系列保持现代化水平。itt航天/通信公司的战术通信系统(tcs)使数据输出量提高了3倍,从1.2~2.4千位/秒提高到9.6千位/秒,使最大作用距离从30公里提高到35公里,改进了抗干扰能力。这种改进主要依靠新的跳频包数据波形。因特网控制器使无线电台能与其它系统相连,比如gte公司的机动用户装备系统和休斯公司的增强定位报告系统(eplrs)。用户识别码和外部连接的 gps接收机提供的无线电和定位数据自动嵌入各语音和数据发送中。