南海前哨-高频通信与各岛际军事数据链

在每个主要的前哨基地——永暑礁、渚碧礁和美济礁——以及最南端的前哨基地，都发现了大型复杂的高频天线阵列。这些阵列具有各种大型HF天线类型，其中一些天线杆高达26米。HF通信为军方提供-地平线连接到船只或飞机、中国大陆或其他岛礁。这些通信是对其他前哨远程通信的补充，如海底光纤电缆和卫星通信。

HF通信，短波通信一个广泛的高频通信网络补充了中国卫星通信和南海岛礁的光纤电缆通信。HF能力提供3到30兆赫范围内的通信。而为军方提供3至30兆赫范围内的通信。尽管这项技术似乎已经过时，带宽有限，但中国军方仍在继续将现代化的高频通信融入军事网络。HF通信的中文术语是“短波通信”。允许利用整个HF频谱的大型复杂天线阵列位于每个主要岛礁。

HF天线的类型

了解不同类型HF天线的配置及其功能对于确定哪些天线可能存在于前哨站具有指导意义。使用卫星图像甚至飞机上的手持图像识别HF阵列可能很有挑战性，因为HF天线布线非常小直径，只有在近距离才能看到。在大多数情况下，支撑电线元件的桅杆和塔架在更远的范围内可见。虽然民用和军用HF天线配置种类繁多，但前哨基地似乎存在以下常见天线类型。

半波偶极天线。半波偶极天线由两个从垂直馈电平行于地面延伸的四分之一波长偶极天线组成。两个高杆支撑水平极化天线元件的端部。位于较高桅杆中间的较短桅杆支撑垂直馈电元件。A.简单的半波偶极天线包含沿单轴的辐射元件。这些“两高一短”的天线杆配置可以支持任何数量的偶极变化，包括折叠偶极天线、笼形偶极天线、蝴蝶结偶极天线，甚至复杂的双锥天线。这些更复杂的例子中的每一个都有助于增加偶极天线的带宽。

水平对数周期天线。在前哨基地广泛使用的一种更复杂的天线是水平极化对数周期天线。这种天线的支架由两个高桅杆和三个短得多的桅杆组成。基于这些梯形天线的尺寸，它们提供在4和30兆赫之间的可调谐宽带HF通信。这种配置提供了远离天线斜坡的定向传输，产生了高于地平线30至40度的仰角模式，这使它们成为机载通信和从地面反射的“天波”的理想选择电离层。

水平对数周期天线

垂直对数周期天线或倾斜天线。似乎有许多天线共用一个相对较高的单杆和一个较短的单杆。这种配置表明了至少两种可能性：垂直极化的对数周期天线或更简单的倾斜天线，可用于定向像折叠或笼状偶极子的天线的极化和起飞角。

这种“高-短”配置最有可能用于垂直对数周期天线，该天线与水平天线一样，提供5至30兆赫之间的宽带HF通信。对数周期天线的垂直极化还产生了跟随地球曲线的“表面波”，提供了高效的超视距通信。单极天线。单极天线是另一种垂直极化天线。单极天线，甚至是四分之一波长的天线，必须足够高才能达到HF波段（3兆赫）的最低频率。通常超过18米高的天线可以用于HF传输或接收以及监视。前哨站的图像表明，单极天线通常由三根拉线支撑。天线的可见部分可能仅包括天线元件的底座或一部分以及三个支撑锚。

大堡礁高频阵列

大堡礁上的高频天线阵列就在岛上的卫星通信站的东面。阵列中最高的桅杆高达26米。阵列包括六个宽带水平对数周期天线，如图11至图13中的红色梯形所示。将在单个水平对数周期天线上所必需的以蓝色绘制以供说明。考虑到它们的尺寸，它们的工作频率可能在4到30兆赫之间。该阵列还包括四个半波偶极天线，其工作频率低至4至5兆赫。一种“高-短”天线杆配置可以是垂直对数周期天线或倾斜天线。图像中心的三根高桅杆可能表明一个设计尚未确定的大型天线，可能是某种窗帘阵列。在天线场的北端是七个待定函数的单极子天线，它们将在下一节中进行更详细的讨论。

渚碧礁高频阵列

渚碧礁上的高频阵列位于该前哨基地卫星通信站的正东南。该阵列它由六个水平对数周期天线组成，工作频率可能在4到30兆赫之间。还有四个半波偶极天线，工作频率低至4至5兆赫。渚碧礁阵列具有两种“高-短”桅杆配置，可能表示垂直对数周期天线或倾斜天线。

美济礁高频阵列

上的HF阵列与岛礁55米的通信塔并置，比其他上的阵列小得多。它由一个水平对数周期天线、两个半波偶极子天线和一个可能是垂直对数周期天线或倾斜天线。菲律宾从一架飞机上拍摄的一张照片显示了前哨HF阵列的大小和规模，这些阵列与礁上的四层作战大楼并置。同样，该阵列中最高的桅杆约为26米高。阵列由三个水平对数周期天线组成。其中一个似乎以比另外两个更低的角度定向。似乎还有多达八个半波偶极天线。可能存在其他类型的天线。

在永暑礁高频天线场的北部有一个由七个单极天线组成的场。该阵列由七个单极子组成，大约18米高。三个在北边排成一行，四个在南边排成一列，其中一个在离那条线12米的地方。这个阵列的垂直方向为45度（东北方向）。这个阵列位于永暑礁的最北端，对大海没有任何阻碍。渚碧礁上还有另一个七单极阵列，天线排列在视觉上相似。与永暑礁一样，该阵列位于渚碧礁的最北端，它与水之间没有障碍物。该阵列远离位于岛礁。阵列的垂直方向为35度（东北方向）。

对HF阵列设计的并没有揭示这些阵列的具体功能。这两个阵列惊人地相似，几乎具有相同的功能，但天线的距离不同，比例也不相似。阵列可以充当监听站；平行线并且倒退天线可以用于信号的到达时差地理定位。它们也可以作为某些类型的HF超视距雷达的接收站点。然而，没有发现一个超视距雷达发射机。

对流层卫星通信，散射通信

南海岛礁上的对流层卫星通信能力证明了维持一个强大和有弹性的通信网络，以支持其在南海的信息化战争战略。对流层散射通信的中文术语是“散射通信,”简单地翻译为“散射通信。”截至2018年6月的，对流层卫星的通信链路延伸到视线之外几百公里。成对的发射和接收天线，沿着相互的方位排列，指向可见地平线的正上方。对流层散射微波信号通常在500兆赫以上，被大气中的灰尘和水蒸气散射从2000至5000米的高度反射回地球。只有一小部分传输波束被反射，需要高功率发射机、高增益天线，并且为了实现高带宽吞吐量，需要越来越复杂的信号处理。

我们改进了20世纪60年代采用的对流层散射技术。在20世纪70年代建立了一个广泛的国家级对流层散射网络。它继续在整个军队中部署这些通信，以支持作战和实践层面的需求。相比之下，美国军方基本上放弃了对流层散射技术有利于更高带宽的卫星链路用于操作级通信。然而，最近，美国陆军似乎正在重新投资内向散射，以对冲天基通信面临的新威胁。中国工程师断言，对流层散射通信在军事通信方面具有许多优势，对流层散射技术为现代军事通信提供了可靠、经济高效的手段。对流层卫星通信提供稳定的单跳水平通信，距离在100到600公里之间（54和324海里）。传播的方向性也使信号难以拦截或干扰。对流层卫星相对而言不受陆地或太空天气（即磁暴）的影响，并且可以提供比高频（HF）通信更大的容量，实现每兆比特以上的吞吐量第二。

海军在2014年开始填海造岛和建造人工岛之前的几年里，为其建立了一个固定的对流层散射通信网络。指向地平线的大型抛物面对流层散射天线可以出现在海军原始前哨基地。对流层散射通信设备在部署了几年，被认为是可靠和稳定的，自2017年以来，岛礁上的对流层散射通信正在升级。升级后的独立对流层散射终端不再安装在旧的前哨建筑上，在2018年的卫星图像中清晰可见。由于图像质量的原因，很难确定位于东部站点的最北端对流层散射天线组的指向角。天线可能指向美济礁。在美济礁没有发现相应的对流层散射发射接收点。然而，在2016年越南发布的手持图像中，发现了一个收发地点。照片中可以看到两个安装在建筑物上的反散射天线指向永暑礁。

岛礁对流层散射系统可能类似于将GS-504固定对流层散射系统用于海上应用，如石油平台通信。每个GS-504站采用2.4米的，类似于在岛礁上观察到的。连接前哨站的终端可能是GS-504的更新版本。

VHF/UHF和其他视距通信

4G蜂窝通信

国有的中国电信从2015年开始在中国控制的岛礁上安装了4G蜂窝通信基站。这些蜂窝基站据称供驻扎在中国岛礁上的平民和军事人员以及附近的渔民或过境船只使用。蜂窝网络可能也用于军事通信，即使保持独立于民用网络的网络。4G蜂窝通信已被用于为军事部队创建有限区域、高速宽带移动网络。研究人员认识到网络安全将商用4G蜂窝技术用于军事用途所固有的问题。尽管如此，他们还是提出了各种应用程序，以提高作战空间态势感知、指挥和控制，甚至定位和导航服务。

假设网络安全问题得到解决，南海岛礁上的蜂窝通信可能会提供高速无线网络，该网络可以为单个部队任务提供服务，或为部署到岛礁的设备提供连接。或者，蜂窝网络可以作为备份如果岛礁上的地下或架空通信电缆受损或被毁，则通信系统。当在中国前哨基地附近行动时，蜂窝网络几乎可以肯定地为包括中国准军事海上民兵部队在内的情报提供语音和高速数据服务。第五代（5G）蜂窝服务将显著提高岛礁上的移动通信数据吞吐量，并具有加密和物联网功能的潜力。2019年5月，移动在南海启用了首个5G蜂窝基站。该公告宣称数据速率将比该前哨基地的4G基站提高十倍。中国移动表示，5G服务将扩展其他珊瑚礁，但没有提供时间表。

机载通信层

如果长途通信遭到破坏或摧毁，基于南海岛礁的无人驾驶飞行器或飞机可能会被用来为应急通信创建“空中层”。许多中国无人机被宣传为能够携带通信中继包。补充HF通信、无人机或有人驾驶的飞机可以自动中继视线与水面舰艇或其他平台的通信，如语音或数据链路，在远离前哨的地平线上运行。可能充当通信中继的飞机包括KJ-500机载预警和控制飞机或BZK-005无人机（见图8）。2019年11月，卫星图像显示，一个系留的浮空器扩大侦察范围外，浮空器或气球还可能重新连接和扩大视线通信。

数据链路，数据链

虽然不受图像观察，但允许岛礁和附近军事部队之间进行信息交换的多级军事数据链路肯定被在南海使用。“数据链路”可以指通过各种不同的通信网络传输的特定数据协议。术语“数据链路”也可以指由形成唯一通信网络的匹配数据链路终端组成的特定通信系统。

军事数据链

21世纪初，军队开始部署不同的数据链接系统和标准。到2010年，地面部队、空军和海军获得了不同的数据链路系统，这些系统在各军种之间无法互操作。例如，开发了HN-900空中和地面数据链路。原始HN-900系列数据链路与在HF和UHF波段运行的美国海军/北约链路-11非常相似。空军专用数据链路包括“485/484抗干扰数据传输系统”抗干扰数据传输系统”)到2007年，开始部署一个联合数据链路系统，该系统与美国link-16/联合战术信息分发系统数据链路类似。当时，这种VHF频段的中国数据链路被称为三军战术信息分发系统(三军战术数据分发系统),中文英文缩写为TIS。TIS似乎与Link-16非常相似，采用跳频扩频（技术来抵抗干扰，并在960和1215兆赫之间工作1215兆赫是联合国国际电信联盟为链路16型数据链路操作预留的频率范围。

中国的联合数据链路TIS演变成了JIDS，即“三军联合信息分发系统”，简化为“联合信息发布系统”(三军联合信息分发系统或联合信息分发系统).与TIS一样，JIDS似乎与Link-16/JTIDS非常相似，可能有额外的修改。JIDS是连接陆军、海军、空军和卫星通信网络的数据链路，将不同服务级别的战术数据链路集成到一个单一的联合网络中。

还可能在其作战部队中集成下一代数据链路。DTS-03战术数据链路被描述为中国JIDS数据链路的后续，该数据链路的数据交换速率明显高于链路-16，延迟要低得多。这个新的数据链路结合了自组织技术来创建一个网状网络，该网络不依赖于固定的网络拓扑，而是根据不同DTS-03终端的性能和可用性来动态地重新配置自己。DTS-03也被宣传为支持“协同作战能力”，可能类似于美国海军协同作战能力（CEC），将传感器与火力控制系统集成在一起，实现无缝武器交战。在2014年中国航展上首次被提及，作为一种正在开发中的新数据链路。在2018年中国航博会上，展示了DTS-03终端和其他硬件，表明可能正在部署新型数据链路。

数据链路使用

PLA数据链路可以分为三个级别，所有这些级别都可能在一定程度上用于前哨。这些数据链接包括武器协作数据链接（武器协同数据链),战术协作数据链路(战术协同数据链),战区协作数据链路武器数据链接针对不同的武器和武器系统。战术数据链接，可能包括JIDS或DTS-03，有助于维护作战部队、舰艇和飞机之间的联合通用作战图和通用情报图。战区数据链路提供“跨战区”覆盖范围”(跨战区覆盖),在特定作战战区（例如，负责前哨的南部战区）内分发数据。除了分发COP和CIP外，通过卫星通信或其他远程通信传输的战区协作数据链路还可以交换图像、作战计划和其他高级信息指挥和控制信息。26

DTS-03数据链路I型和II型终端在2018中国航展上的展示

结论

岛间通信，如南海岛礁上的其他通信或侦察能力，是多样化和冗余的。对流层卫星通信在中国四个前哨基地之间提供高达20Mbps的超视距连接。视线通信，可能包括甚高频或UHF波段通信，连接岛礁网络中心较小的前哨基地。视线通信还提供语音通信或数据链路连接到附近的船只或高空载人飞机或无人机距离岛礁机场几百公里。机载平台还可以创建一个机载通信层，在地表地平线之外中继视线通信。蜂窝基站为每个岛礁提供服务，并为在岛礁内运营的船只提供手机和数据服务中国前哨的景象。5G蜂窝服务的出现有望改善南海岛礁上的移动通信，鉴于5G在数据量和速度方面的改进，这一发展可能具有重大的军事用途。

南海前哨基地的短程岛间通信能力是对远程通信能力的补充，如海底光纤电缆或卫星通信，后者也可能提供岛间连接。在冲突中，由于不同的通信受到干扰或物理损坏，作战空间信息以及指挥和控制可能会通过船只、飞机和岛礁从一个链路重新路由到下一个链路，直到通信到达预定目的地

中国在前哨岛间通信方面的投资表明了一种强调信息控制的信息化战争战略。岛间通信能力有助于利用不同现象进行稳健和，覆盖广泛的电磁频谱，获得和保持作战空间信息优势的设计。