🗊Презентация Наноспутники в системе космической радиосвязи

НАНОСПУТНИКИ В СИСТЕМЕ КОСМИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ ФГБОУ ВО ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ _______________________________________________________________________

Цель и задачи работы ________________________________________________ Целью работы является создание блок-схемы и моделирование структурных частей наноспутника. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1. поиск, изучение, обработка и систематизация научной литературы по тематике исследования; 2. структурирование элементов наноспутника, путем моделирования; 3. определение экономической эффективности применения наноспутников.

Объект и предмет исследования ___________________________________________ Объект исследования – проведение поисково-исследовательских работ в области применения наноспутников для космической радиосвязи Предметом исследования выступает сравнительный анализ стандартных спутников связи с их передовыми аналогами (наноспутниками); детальный анализ слабых и сильных сторон обеих групп спутников и структурирование блоков нанопутника

Научная новизна работы _______________________________________________ В связи с недостаточным количеством экспериментальных исследований, проводимых в области промышленного использования наноспутников в структуре космической радиосвязи, возникает острая заинтересованность в изучении и комбинировании их элементной базы, с помощью методов физического моделирования.

Основные положения, выносимые на защиту _________________________________________________________ 1. Имитационная модель CubeSat. 2. Результаты физического моделирования для использования CubeSat в системе космической радиосвязи. 3. Экономическая целесообразность использования наноспутников CubeSat в системе космической радиосвязи.

Определение спутниковый связи _______________________________________________ Спутниковая связь – это вид радиосвязи, использующий искусственные спутники Земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов; является развитием традиционной радиорелейной связи путём вынесения ретранслятора на очень большую высоту; осуществляет связь между земными станциями.

Роль ИСЗ в ССС ________________________________________________ ИСЗ классифицируют на астрономические, биоспутники, метеорологические, разведывательные, навигационные, дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), связи, а также малые спутники. Малые спутники – ИСЗ, имеющие малый вес (менее 0,5 – 1 тонны) и размеры. Классификацию малых спутников можно представить следующим образом: – миниспутники, имеют массу (вместе с горючим) от 100 до 500 кг; – микроспутники имеют массу от 10 до 100 кг; – наноспутники имеют массу от 1 до 10 кг. В основном проектируются для работы в группе, некоторым группам нужно наличие более крупного спутника для связи с Землёй. Несмотря на то что они малы, современные наноспутники имеют широкую область применения; – пикоспутники имеют массу от 100 гр. до 1 кг; – фемтоспутники имеют массу до 100 гр.

Наноспутники CubeSat __________________________________ Появившиеся не так давно наноспутники начинают завоевывать позиции своих старших собратьев. Особым толчком для этого стал стандарт CubeSat разработанный в 1999 г. Его появление обязано двум профессорам – Jordi Puig-Suari из Калифорнийского политехнического государственного университета (Cal Poly) и Bob Twiggs из Лаборатории развития космических систем Стэнфордского университета (SSDL). CubeSat – это спутник, имеющий форму куба размером 10х10х10 см с массой до 1,33 кг.

Классификация CubeSat __________________________________ Количество соединенных между собой блоков классифицирует размер спутника CubeSat в соответствии со спецификацией соответствуют классам 0,5U, 1U, 1,5U, 2U, 3U, 3U+ могут размещать компоненты цилиндрической формы и также начали применяться 6U и экспериментальные 12U. 

Характеристика наноспутников CubeSat __________________________________ Внешняя оболочка P-POD Класс CubeSat Бортовой компьютер Системы контроля отклонения Двигательные установки Система питания Терморегулирующая система Система связи Антенна

Миссии и инновационные технологии CubeSat __________________________________ 1. Технология параболической антенны RainCube RainCube используется для проверки работы, Ka-диапазонных радарных технологий. Эта миссия проверяет новую архитектуру радаров для Ka-диапазона и ультра-компактную легкую антенну, имеющую размер 0,5х0,5 м, развертываемую в космической среде. 2. Спиральная антенна CubeSat Эта антенна может умещаться в объем 0,5U, а при развертывании может достигать размеров 140х35 см. Ее структура состоит из термопластичных композитных полосок.

Миссии и инновационные технологии CubeSat __________________________________ 3.Технологии миссии MarCo В данной миссии установлена антенна с высоким коэффициентом усиления, Х-диапазона. Антенна представляет собой параболическую антенну, состоящую из плоских панелей. 4. Интегрированная солнечная и отражающая антенна (ISARA) Миссия ISARA продемонстрирует возможность связи CubeSat с высокой пропускной способностью Ka-диапазона. 

Общая структурная блок-схема CubeSat __________________________________

Основные эксплуатационные характеристики CubeSat 3U и 6U _______________________________________________

Технические параметры цифрового солнечного датчика SX-SUNR-01 ________________________________________

Техническая схема параболической антенны Ka-диапазона и ее волновода __________________________________________

Диаграммы направленности параболической антенны __________________________________________ На данном слайде представлены диаграммы направленности параболической антенны при разных углах прихода волны: 0, 45 и 90 градусов

Коэффициент усиления параболической антенны __________________________________________

Анализ экономической эффективности CubeSat __________________________________________

Основные результаты диссертационной работы _______________________________ Проведено исследование наноспутников в полном объеме, как одного из элементов структуры спутниковой связи. Разработана блок-схема и промоделированы структурные части наноспутника CubeSat в соответствии со спецификацией и требований космических агентств. Рассчитана экономическая целесообразность использования наноспутников CubeSat в системе космической радиосвязи.

Публикации ______________________________________________ Киршин, А.Р. Наноспутники для космической радиосвязи [Текст] / А.Р. Киршин, М.Н. Кустова // Научно-техническая конференция Росинфоком – 2017 «Актуальные вопросы телекоммуникаций»: Самара, 2017 – С.175-176. Киршин, А.Р. Применение DTN в IPN, MANET [Текст] / А.Р. Киршин, М.Н. Кустова // Научно-техническая конференция Росинфоком – 2017 «Актуальные вопросы телекоммуникаций»: Самара, 2017 – С.177-178. Киршин, А.Р. Применение рефлекторной антенны в CubeSat для увеличения скорости передачи данных [Текст] / А.Р. Киршин, М.Н. Кустова // XXV Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Самара, 2018 – С.35