在麻省理工學院(MIT)林肯實驗室大樓的屋頂上有一個38英尺寬的圓頂形無線電天線罩或稱雷達罩。在這個氣候控制的環境中，一個鋼結構支撐著一個直徑20英尺、重達20,000磅的衛星通信(SATCOM)天線，其屏蔽了新英格蘭的天氣。

據悉，該天線被稱為多波段測試終端(MBTT)，每秒可旋轉15度並在24秒內完成一次旋轉。在這種速度下，MBTT可以探測和跟踪中、低地球軌道上的衛星。

在2017年安裝MBTT之前，實驗室依靠各種較小的天線進行SATCOM測試，包括OTAKaTT（OTA Ka波段測試終端）。跟直徑近8英尺的OTAKaTT天線相比，MBTT的靈敏度提高了7倍。並且跟它的前輩不同，MBTT被設計成可以輕鬆地重新配置，從而支持用於軍事和商業衛星SATCOM系統的多個無線電頻率(RF)波段。

Brian Wolf說道：“作為一個比OTAKaTT更大、更強大、更靈活的測試資產，MBTT對於實現先進的SATCOM技術的發展是一個遊戲規則的改變。”據悉，他是林肯實驗室先進衛星通信系統和運營組的一名技術工作人員。

Wolf在2017年參與了MBTT的安裝和初始調試工作。隨後，他帶領MBTT通過了美國陸軍空間和導彈防禦司令部的嚴格認證程序，並於2019年完成證明該天線的發射和接收性能足以使其在寬帶全球衛星通信(WGS)系統上運行的工作。

WGS是由美國國防部擁有和運營的10顆衛星組成的星座，在地球上各點之間提供高數據率的連接。自2019年以來，Wolf在一個擁有MBTT的項目中擔任主要調查員並支持美國太空部隊的保護性反干擾戰術衛星通信(PATS)能力的發展。

Wolf說道：“PATS正在開發通過WGS以及商業轉發器衛星和新的國防部衛星提供受保護的戰術波形(PTW)或服務的能力，這些衛星有專門的機載PTW處理。”

正如Wolf所解釋的那樣，波形是兩個調製解調器之間進行通信時傳輸的信號，而PTW是一種特殊的波形，旨在提供高度安全、抗干擾的通信。干擾是指通信信號受到干擾。林肯實驗室於2011年開始開發PTW，這為最初的設計和系統架構做出了貢獻。在此後的幾年裡，實驗室參與了原型設計和測試工作，從而為工業界成熟處理波形的調製解調器提供了幫助。

“我們的PTW調製解調器原型已被派往全美各地的工業場所，因此供應商在開發將在現實世界中部署的PTW系統時可以用它們進行測試，”Wolf說道。預計2024年將具備通過WGS提供PTW服務的初始運營能力。

工作人員最初設想將MBTT作為PTW的一個測試資產。在MBTT的正下方是一個PTW開發實驗室，研究人員可以直接與天線連接以進行PTW測試。

PTW的設計目標之一是靈活地在跟衛星通信相關的廣泛的射頻頻段上運行。這意味著研究人員需要一種方法在這些頻段上測試PTW。MBTT被設計為支持四個常用的SATCOM頻段，頻率範圍從7GHz到46GHz。然而MBTT在未來可以通過設計額外的天線饋電來支持其他頻段。

為了在不同支持的射頻波段之間進行切換，MBTT必須重新配置新的天線饋線，從而將信號發射到天線盤上並從天線盤收集信號及射頻處理組件。當不使用時，天線饋電和其他射頻組件被儲存在MBTT指揮中心，位於天線主平台的下方。饋電裝置有一系列尺寸，最大的註冊長度為6英尺，重近200磅。

要把一個饋線換成另一個饋線需要用天線罩內的起重機將舊的饋線吊起來、解開螺栓並將其拆下，然後用第二台起重機將新的饋線吊起來並放到合適的位置。除了天線前面的饋線，天線後面的所有射頻處理部件也需要更換。一組熟練的技術人員可以在四到六個小時內完成這一過程。在科學家可以進行任何測試之前，技術人員必須校準新的饋電以確保其正常運行。通常情況下，他們將天線指向一個已知的以特定頻率廣播的衛星並收集接收測量數據，另外還將天線直接指向自由空間以收集傳輸測量數據。

自從安裝以來，MBTT已經支持了一系列涉及PTW的測試和實驗。在2015年至2020年的PTW調製解調器原型設計工作–受保護戰術服務現場演示期間，實驗室在幾顆衛星上進行了測試，包括EchoStar 9商業衛星和國防部運營的WGS衛星。

2021年，實驗室使用其PTW調製解調器原型作為終端調製解調器，對受保護的戰術企業服務–波音正在PATS計劃下開發的地面PTW處理平台–跟Inmarsat-5衛星進行空中測試。實驗室再次使用Inmarsat-5衛星測試了一個原型企業管理和控制系統以實現彈性的、不間斷的SATCOM。在這些測試中，PTW調製解調器原型在一架737飛機上飛行，通過Inmarsat-5與MBTT進行通信。

Wolf解釋道：“Inmarsat-5提供適用於PTW的軍用Ka波段轉發器服務以及名為Global Xpress的商業Ka波段服務。通過飛行測試，我們能夠展示跨越多個SATCOM路徑的彈性端到端網絡連接，包括軍用Ka波段的PTW和商業SATCOM服務。這樣，如果一條衛星通信鏈路運行不暢–也許它被太多的用戶擁堵，帶寬不夠，或有人試圖干擾它–那麼你可以切換到備用的二級鏈路。””

在2021年的另一個演示中，實驗室採用MBTT作為模型乾擾源，在O3b上測試PTW，這是一個由SES公司擁有的中地球軌道衛星星座。據了解，SES提供了許多他們自己的終端天線設備，因此，在這種情況下，MBTT作為一個測試儀器，有助於模擬各種類型的干擾。這些干擾包括從配置錯誤的用戶在錯誤的頻率上發射到模擬其他國家可能部署的高級干擾策略。

MBTT還支持由美國空軍下屬的空間系統司令部領導的國際推廣工作，從而將PATS能力擴展到國際合作夥伴。2020年，該實驗室利用MBTT在X波段演示了PTW在SkyNet 5C上的應用，該衛星是一顆為英國武裝部隊和北大西洋公約組織聯軍提供服務的軍事通信衛星。

“當國際合作夥伴說，’PTW很好，但它能在我的衛星上或我的終端天線上工作嗎’時，我們的作用就出現了，”SkyNet測試是我們第一次在X波段上使用PTW。

通過光纖連接到林肯實驗室的研究設施，MBTT也支持非PTW測試。工作人員已經測試了新的信號處理技術以抑製或消除乾擾器的干擾，另外還測試了信號檢測和地理定位的新技術及將PTW用戶連接到國防部其他系統的新方法。

在未來幾年，實驗室期待著跟國防部更多的用戶群體進行更多的測試。隨著PTW達到運行成熟度，MBTT作為參考終端，可以支持供應商的系統測試。隨著帶有機載PTW處理功能的PTS衛星進入軌道，MBTT可以為早期在軌檢查、測量和定性做出貢獻。

Wolf說道：“參與這項工作是一個令人興奮的時刻，因為供應商正在根據我們開發的概念、原型和架構開發真正的SATCOM系統。”