五角大樓正在尋找新的方法，以保護軍事衞星通信免受太空中的電子攻擊。麻省理工學院林肯實驗室的工程師目前正在開發一種輕量級天線系統，旨在即使在強烈的幹擾嘗試中，仍能保持美國軍隊的聯繫。此原型設計用於低地球軌道的擴展應用，或稱為 pLEO，該領域需要大量小型衞星的緊湊且高效的硬件。研究人員表示，這種天線在使用比傳統系統少得多的電力的同時，能夠提供先進的波束成形能力。
HoNi BAJR 系統的設計顯著降低了功耗
降低衞星的電力需求是當今軍事衞星越來越依賴自適應天線陣列的原因，這些天線能夠迅速重新導向信號並阻止幹擾。這些系統幫助操作員在敵對的幹擾嘗試中保持聯繫。然而，傳統的相控陣列天線消耗大量電力，並需要複雜的硬件。麻省理工學院林肯實驗室的解決方案是一種稱為“Hosted Nimble Beamforming Anti-Jam Reflectarray”（HoNi BAJR）的掃描反射陣列天線。
HoNi BAJR 系統的設計不同於每個天線元件都使用放大器，而是依賴具有個別控制元件的反射表面。來自信號的入射信號在表面上反彈，並在前往獨立的供應天線之前改變相位。這一過程在減少硬件複雜性的同時，塑造並引導波束。工程師估計，相較於傳統陣列系統，反射陣列設計可將功耗削減約 95%。更小的佔地面積還使得該天線能夠適用於 pLEO 星座中常用的緊湊衞星平台。
研究人員相信，這一優勢可能使這項技術對未來的軍事衞星星座具有吸引力。 麻省理工學院林肯實驗室的戰術衞星通信組的技術成員邁克爾·克拉頓表示，未來的軍事衞星網絡需要可擴展的系統，其尺寸、重量、功率和成本要求較低。他指出：「我們希望思考如何利用較便宜的硬件實現卓越的性能。」他補充道，團隊還希望在新興威脅成為操作問題之前做好準備。
HoNi BAJR 系統在抗幹擾性能方面表現優異
HoNi BAJR 系統重點放在抗幹擾性能上。自適應陣列通常通過創建「零點」來抵消來自敵對方向的信號。在實驗室的射頻系統測試設施進行測試時，該原型展示了廣角掃描能力。研究人員還確認該天線能夠在多個用户之間分割波束，且信號劣化最小。團隊進一步開展了發展更廣泛的幹擾抑制區域，而不僅僅是針對單一的幹擾點。工程師通過重新塑造波束側葉來減少更廣泛區域的幹擾，但早期測試的結果喜憂參半，因為小的信號變化影響了側葉控制。
研究人員認為，改進的校準方法能夠解決大部分不穩定性。 目前，校準已成為該項目的最大技術障礙之一。與傳統的相控陣列不同，掃描反射陣列在軍事衞星系統中缺乏廣泛的操作歷史。工程師仍需確定如何準確測量和補償天線上的信號失真。研究人員表示，準確的校準將改善波束引導、幹擾抑制和整體系統性能。該實驗室還在繼續研究反射陣列在未來軍事架構中的最佳定位。早期發現表明，該技術在計劃波束操作、功率受限的航天器以及持續但不太動態的幹擾環境中表現良好。
克拉頓表示：「設計硬件始終是一項挑戰，但如何將技術融入一個完整且功能齊全的系統，以滿足任務需求，才是最困難的部分。」 未來的工作將進一步完善波束成形技術、改善校準程序，並探索該天線技術的操作使用案例。
