CC BY
12Решетнеескцие чтения. 2015
УДК 629.78
РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОЙ ПОДВИЖНОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ШАНХАЙСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СОТРУДНИЧЕСТВА*
В. И. Халиманович, А. В. Кузовников, С. В. Единосяк, К. Г. Охоткин, С. А. Кузнецов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Разработана концепция системы персональной подвижной спутниковой связи для Шанхайской организации сотрудничества, которая обеспечит организацию каналов связи на территориях, где создание сотовых сетей не является экономически эффективным.
Ключевые слова: персональная подвижная спутниковая связь, региональная спутниковая система, геостационарная орбита, автоматические космические аппараты.
PERSONAL MOBILE SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM CONCEPT DEVELOPMENT FOR THE SHANGHAI COOPERATION ORGANIZATION
V. I. Khalimanovich, A. V. Kuzovnikov, S. V. Edinosyak, K. G. Okhotkin, S. A. Kuznetsov
JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Personal mobile satellite communication system concept has been developed for the Shanghai Cooperation Organization and it is aimed to provide communicational services for the areas where cellular networks establishing is not economically efficient.
Keywords: personal satellite communications, regional satellite system, geostationary orbit, automatic spacecraft.
В настоящее время АО «ИСС» разрабатывает комплексный научно-технический проект системы региональной персональной подвижной спутниковой связи (СППСС) в интересах стран-участниц Шанхайской организации сотрудничества (ШОС), которая должна обеспечить организацию каналов связи в интересах государственных, коммерческих организаций и физических лиц на территориях, где создание проводных или сотовых сетей является экономически неэффективным [1].
Актуальность создания спутниковой системы определяется:
- отсутствием отечественной универсальной и высокопроизводительной системы мобильной связи обеспечивающей предоставление сервисов связи на всей территории РФ и территории стран-участниц ШОС в интересах различных групп потребителей;
- необходимостью обеспечения информационной независимости РФ в среднесрочной и дальнесрочной перспективе;
- необходимостью создания новых сервисов связи, в том числе в северных и труднодоступных районах РФ и стран-участниц ШОС в интересах обеспечения безопасности и социально-экономического развития территорий.
В результате проведенных исследований было выполнено сопоставление ожидаемых показателей раз-
рабатываемой системы с показателями существующих зарубежных аналогов, таких как Iridium, Globalstar, Thuraya, Inmarsat-4, и действующей нормативно-технической документацией [2]. Разработана концепция СППСС, включающая принципы построения и основные характеристики СППСС. Проведен анализ и сформированы требования к разрабатываемой системе. Разработана архитектура системы (рис. 1) [3; 4]. Определены параметры радиолинии «борт-Земля», зоны покрытия (рис. 2) и частотный план абонентских радиолиний [5-7].
Рис. 1. Эскизный облик космического аппарата связи на ГСО
*Работа выполняется при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, Соглашение № 14.585.21.0003, идентификатор проекта ММЕП58514Х0003.
Системы управления, космическая навигация и связь
Определены характеристики космических платформ среднего и тяжелого класса для космических аппаратов (КА) связи и ретрансляции, предназначенных для эксплуатации на ГСО производства АО «ИСС». На основе анализа требуемых массо-энергетических ресурсов ПН КА определена платформа для КА. В соответствии с требованиями, предъявляемыми к МПН, оптимальным является выбор платформы тяжелого класса «Экспресс-2000». Данный выбор обоснован тем, что только данная платформа позволяет разместить на ней МПН массой до 1 100 кг (необходимо 900 кг) и обеспечить мощность системы электропитания для ПН КА 13 кВт (необходимо 10 кВт). Также разработаны принципы построения КА и определены основные характеристики КА [2-4].
Рис. 2. Проекция диаграммы направленности на заданную зону обслуживания
Для анализа возможных орбитальных позиций КА проведено моделирование с использованием программного пакета 8а1еШ1ейо1кй 8.0 по построению зоны радиовидимости с разных орбитальных позиций КА. В результате моделирование показало, что КА может располагаться на геостационарной дуге от 75° до 90° в.д.
Проект реализуется в рамках Стратегической программы исследований технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система».
Библиографические ссылки
1. Разработка системы персональной подвижной спутниковой связи для Шанхайской организации сотрудничества / В. И. Халиманович, А. В. Кузовников, С. В. Единосяк и др. // Материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Ре-шетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск). 2014. Ч. 1. С. 202-203.
2. Определение достижимого уровня технических характеристик космических платформ КА связи, вещания и ретрансляции, разрабатываемых на базе перспективных технических решений и технологий в интересах создания космических средств нового поколения : научно-технический отчет ОНТ 110-7485-12. Шифр темы: НИР «Платформа-ИСС» составная часть НИР «Магистраль» (Задел-Матрица). Этап 1 календарного плана договора № (249-1035-2011)-1036/85-2012 от 10.01.2012 г.
3. Определение ключевых элементов и проблемных вопросов технической реализации перспективных проектов по созданию космических платформ КА связи, вещания и ретрансляции. Разработка предложений по проектному облику и оценка достижимых ТТХ базовых космических платформ основных размерностей с привязкой к областям их применения : научно-технический отчет ОНТ 110-7823-13. Шифр темы: НИР «Платформа-ИСС». Составная часть НИР «Магистраль» (Задел-Матрица). Этап 2 календарного плана договора № (249-1035-2011)-1036/85-2012 от 10.01.2012 г. (п. 2.3.4, 2.3.5 Технического задания).
4. Платформа «Экспресс-2000». Проектное описание. 795-NT-43000-ISS-00019.
5. Регламент радиосвязи [Электронный ресурс] / ITU. Издание 2012 года. Женева : [б. и.], 2012 (МСЭ). URL: http://www.itu. int/en/sama/Pages/questionnaire2. aspx?pub==R-REG-RR-2012-ZIP-R.
6. Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи / [Авт. коллектив] ; под ред. Л. Я. Кантора, В. В. Ноздрина. М. : НИИР, 2009. 280 с.
7. Robert W. J., Circullar-letter CR/86 : Subject: Forms of notice for use when submitting the information for advance publication of planned satellite networks to the Radiocommunication Bureau / ITU : Radiocommunication Bureau. 25 March 1998.
References
1. Khalimanovich V. I., Kuzovnikov A. V., Edinosyak S. V. et al. Razrabotka sistemy personal'noy podvizhnoy sputnikovoy svyazi dlya Shankhayskoy organizatsii sotrudnichestva [Development of personal mobile satellite for the Shanghai Cooperation Organization] XVIII Mezhdunarodnaya nauchnaya kon-ferentsiya, posvyashchennaya 90-letiyu so dnya rozhdeniya general'nogo konstruktora raketno-kosmicheskikh sistemak ad. M. F. Reshetneva. Krasnoyarsk, 2014, pp. 202-203.
2. ONT 110-7485-12. Definition of reachable characteristics threshold of satellite platforms for communication, broadcast and relay purpose that are being developed with the usage of the advanced technologies to create a new generation of space systems. [Opredelenie dostizhimogo urovnya tekhnicheskikh kharakteristik kosmicheskikh platform KA svyazi, veshchaniya i retranslyatsii, razrabatyvaemykh nabaze perspektivnykhtekhnicheskikhresheniy i tekhnologiy v interesakhsozdaniyakosmicheskikhsredstvnovogopokolen iya]. Scientific research "Platforma-ISS" incl. scientific research "Magistral'". Stage 1 of contract № (249-1035-2011)-1036/85-2012.
3. ONT 110-7823-13. Definition of key elements and problematic issues of technical implementation of advanced projects of satellite platforms for communication, broadcast and relay purpose. Preliminary development of project design and assessment of possible performance characteristics of basic satellite platforms with regard to their purpose. [Opredelenie klyuchev ykhelementov i problemnykh voprosov tekhnicheskoy realizatsii perspektivnykh proektov po sozdaniyu kosmicheskikh platform KA svyazi, veshchaniya i retranslyatsii. Razrabotka predlozheniy po proektnomu
Решетнееские чтения. 2015
obliku i otsenka dostizhimykh TTKh bazovykh kosmicheskikh platform osnovnykhrazmernostey s privyazkoy k oblastyamikhprimeneniya]. Scientific research "Platforma-ISS" incl. scientific research "Magistral'". Stage 2 of contract № (249-1035-2011)-1036/85-2012.
4. "Ekspress-2000" platform. Project description. 795-NT-43000-ISS-00019.
5. International Telecommunication Union Radio Regulations. 2012. Available at: http://www.itu.int/en/ sama/ Pages/questionnaire2.aspx?pub=R-REG-RR-2012-ZIP-R (accessed 12.05.15).
6. Kantor L. Ya., Nozdrin V. V., Elektromagnitnaya sovmestimost' sistem sputnikovoy svyazi [Electromagnetic compatibility of space communication systems]. Moscow, Radio Research Institute (FSUE NIIR), 2009, 280 p.
7. Robert W. Jones, Circullar-letter CR/86 : Subject: Forms of notice for use when submitting the information for advance publication of planned satellite networks to the Radiocommunication Bureau / ITU : Radiocommunication Bureau. 25 March 1998.
© Халиманович В. И., Кузовников А. В., Единосяк С. В., Охоткин К. Г., Кузнецов С. А., 2015
УДК: 621.3.029.6
СВЧ-ФИЛЬТРЫ НА ОСНОВЕ 2D-ФОТОННОГО КРИСТАЛЛА*
С. А. Ходенков1, Д. В. Борисенков12, А. О. Афонин1, А. В. Угрюмов1
1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН
Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/38. E-mail: [email protected]
Разработаны микрополосковые сверхвысокочастотные (СВЧ) фильтры на основе 2D-фотонного кристалла (ФК). Показаны возможности улучшения частотно-селективных свойств конструкций, используемых в узлах связи космических систем.
Ключевые слова: микрополосковый фильтр, СВЧ, фотонный кристалл.
MICROWAVE FILTERS BASED ON 2D PHOTONIC CRYSTAL
S. A. Khodenkov1, D. V. Borisenkov12, A. O. Afonin1, A. V. Ugrjumov1
1Reshetnev Siberian State Aerospace University
31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
2L. V. Kirensky Institute of Physics SB RAS 50/38, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The microstrip microwave filters based on 2D photonic crystals are developed. The possibilities to improve frequency selective properties of the devices used in communication centers of space systems are shown.
Keywords: microstrip filter, microwave, photonic crystal.
Как известно, фотонные кристаллы представляют собой особый тип естественных и искусственных структурно-организованных сред, неоднородности в которых меняются периодически в одном, двух или трех измерениях с характерным пространственным масштабом периодичности порядка оптической длины волны [1]. В настоящее время широко исследуются свойства не только искусственных фотонных кристаллов, но и перспективных устройств на их основе, в том числе СВЧ. Так, в работе [2] была рассмотрена экспериментальная конструкция микрополоскового двухполосного фильтра на основе 2D ФК размерностью 3^2 (рис. 1, а). Его амплитудно-частотные ха-
рактеристики (АЧХ), рассчитанные при помощи электродинамического численного анализа 3Б-моделей, хорошо согласуются с экспериментально снятыми данными, что позволяет проводить теоретические исследования таких структур на высоком уровне.
Топологии полосковых проводников микрополос-ковых фильтров, реализованных на подложках с высокой диэлектрической проницаемостью е = 80 и толщиной h = 1 мм, представлены на рис. 1. При этом внутренние полосковые проводники 2-5 конструкций представляют собой аналоги пространственно-периодических изменений диэлектрической проницаемости в структуре двумерных фотонных кристаллов.
-*-
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, грант Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук, МК-5942.2014.8.
