CC BY
45Фешетневс^ие чтения. 2016
СО РАН было создано устройство КРТ для ЭОМ MXAN-LN-20 фирмы Photline technologies (USA). Структурная схема КРТ представлена на рис. 3.
Рис. 2. Рабочие точки ИМЦ
К волоконно-оптическому кабелю
Сумматор
Рис. 3. Структурная схема КРТ
ППЛ - LDI-1550-DFB-1.25G-20/80 (ООО «Lasers-Com», Беларусь; модулятор ИМЦ - ЭОМ MXAN-LN-20; Ucm - напряжение смещения; ФД 1, ФД 2 -фотодиоды; ФНЧ 1, 2 - фильтры низкой частоты; ОУ1, ОУ2 - операционные усилители; £ - сумматор сигналов; ПИ - пропорционально-интегральный регулятор; ПЗ - переключатель зон Quad (+) или Quad (-).
При помощи оптических ответвителей часть излучения на входе и выходе ИМЦ подается на фотодиоды ФД 1, 2. Напряжение с фотодиодов усиливается, проходит через фильтры низкой частоты и поступает
на сумматор. На выходе сумматора формируется ошибка отклонения от заданного значения РТ и далее поступает на ПИ-регулятор. ПИ-регулятор - пропорциональный регулятор с интегральной составляющей, используемой для устранения статической ошибки. Интегральная часть является накопительной и позволяет учесть в данный момент времени предыдущую историю изменения входной величины. Если ИМЦ не испытывает внешних возмущений (температура, давление, влажность), постоянное смещение на выходе ПЗ стабилизируется, П-составляющая будет равняться нулю, а интегральная составляющая обеспечит Uom, при котором сигнал на выходе ИМЦ будет линейным, т. е. находится в квадратуре ИМЦ.
В ходе испытаний устройства КРТ в качестве фотоприемного модуля использовался приемник OZ 450 (USA) с ЭОМ MXAN-LN-20 фирмы Photline technologies (USA). Были проведены исследования стабильности передачи сигнала опорной частоты 100 МГц от стандарта частоты Ч1 -75 по волоконно-оптическому кабелю длиной 500 м. Суточные измерения величины среднеквадратичного двухвыборочного отклонения (СКДО) составляли значения порядка 10 15, что свидетельствует о качественной работе предложенного устройства.
Библиографические ссылки
1. Перов А. И., Харисова В. Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. 3-е изд., пере-раб. М. : Радиотехника, 2005. 688 с.
2. Бутусов М. М., Верник С. М., Балкин С. Л., Бутусов М. М. Волоконно-оптические системы передачи : учебник. М. : Радио и связь, 2007. 416 с.
References
1. Perov A. I. GLONASS. Principy postroenija i funkcionirovanija [GLONASS. The principles of construction and operation]. M. : Radiotehnika, 2005. 688 p.
2. Butusov M. M. Volokonno-opticheskie sistemy peredachi [Fiber-optic transmission system]. M. : Radio i svjaz', 2007. 416 p.
© Владимиров В. В., Реушев М. Ю., Никитин С. Л., 2016
УДК 678
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТЕННЫХ РЕФЛЕКТОРОВ
ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫ1Х МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НАЗЕМНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ*
А. Ю. Власов, К. А. Пасечник, И. В. Обверткин, М. А. Титов, И. В. Уваев*
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*E-mail: [email protected]
Проводится сравнение технологии изготовления рефлекторов для наземных систем связи C, X, Ku и Ka из полимерных композиционных материалов. Предлагается для использования ламинатная и многослойная структуры.
Ключевые слова: антенный рефлектор, полимерные композитные материалы, углепластик.
*Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение от 5.06.2014 г. № 14.577.21.0076, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0076).
Системы управления, космическая навигация и связь
TECHNOLOGICAL FEATURES OF MANUFACTURING ANTENNA REFLECTOR OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS FOR GROUND COMMUNICATION SYSTEMS
A. Yu. Vlasov, K. A. Pasechnik, I. V. Obvertkin, M. A. Titov, I. V. Uvaev*
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: [email protected]
The research compares two reflectors' manufacturing technologies for terrestrial communications systems C, X, Ku and Ka from polymeric composite materials. It proposes to use laminate and multilayer structure.
Keywords: antenna reflector, polymer composite materials, carbon fiber.
Технологическое исполнение антенных рефлекторов напрямую влияет на конечные радиотехнические и технические характеристики современных комплексов связи. В ходе проведенных прикладных научных исследований были разработаны конструкции и изготовлены антенные рефлекторы для наземных комплексов связи. В ходе работ особое внимание уделялось конструктивным особенностям и техническим характеристикам изделий, таким как габаритные размеры, масса, прочность, жесткость, мобильность устройств, а также необходимость поддержания работоспособности рефлекторов в наиболее востребованных С, X, Ки и Ка частотных диапазонах.
Исходя из обеспечения мобильности были разработаны как цельные, так и состоящие из сегментов антенные рефлекторы, при этом были реализованы различные технологические способы их изготовления.
Для большинства изготовленных антенных рефлекторов была выбрана трехслойная структура в связи с тем, что она обеспечивает лучшее соотношение геометрических, прочностных и массогабаритных характеристик. Такой рефлектор состоит из углепластико-вой обшивки рабочей и тыльной сторон, изготовленных методом вакуумной инфузии, и пенного заполнителя, находящегося между ними. Лицевая или фронтальная обшивка рефлектора состоит из трех слоев: два слоя углеродной ткани и один слой стеклоткани. Слои ткани ориентированы под углами 0°, 45°, -45° соответственно. Количество слоев выбиралось исходя из толщины оболочки, определенной массогабарит-ными параметрами. Так как при укладке используется нечетное количество слоев, то была выбрана чередующая перекрёстная схема армирования, использование которой теоретически приводит к нулевому короблению при ортодоксальной ориентации слоев. Кроме того, используемая схема армирования обладает высокой технологичностью и обеспечивает требуемую анизотропию свойств материала [1].
В ходе работ были изготовлены серии опытных образцов:
1) рефлектор параболический цельный С-диапазона диаметром 600 мм;
2) рефлектор параболический цельный X-диапазона диаметром 500 мм;
3) рефлектор параболический 4-сегментный симметричный С, Х-диапазона диаметром 1 500 мм;
4) трехслойный офсетный цельный рефлектор Ки Ка-частотного диапазона размером 1 250x1 395 мм;
5) трехслойный офсетный 6-сегментный рефлектор с переменной толщиной стенки Ku, Ка-частотного диапазона 1 250x1 395 мм;
6) трехслойный офсетный 6-сегментный рефлектор с переменной толщиной стенки Ku, Ка-частотного диапазона 500x558 мм.
Антенный рефлектор, имеющий ламинатную структуру, представляет собой оболочку вращения, изготовленную методом RTM (Resin Transfer Moulding). Выбор технологии обусловлен высоким качеством изделий, которое сравнимо с качеством изделий, получаемых автоклавным методом, но при этом требует меньше материальных затрат. Кроме того, технология RTM имеет наименьшее время технологического цикла среди безавтоклавных процессов [2]. Оболочка рефлектора состоит из девяти слоев: два слоя углеродной ткани и семь слоев стеклоткани. Слои ткани ориентированы под углами 0°, 135°, 67°, 45°, 112°, 90°, 22°, 157°, 0° соответственно. Данная ориентация позволяет добиться минимального среднеквадратичного отклонения поверхности рефлектора от теоретической геометрии изделия, а также удовлетворяет требованиям минимальной массы изделия в заданной системе нагрузок. В данном случае теоретическое нулевое коробление обеспечивается за счет интегральной компенсации термоупругих моментов, создаваемых каждым монослоем [1]. При выполнении данной работы были изготовлены следующие серии опытных образцов:
1) рефлектор параболический 6-сегментный симметричный С, Х-диапазона диаметром 600 мм;
2) ламинатный цельный рефлектор Ku, Ка-частотного диапазона с диаметром 450 мм.
Далее были проведены исследования геометрии изготовленных рефлекторов при помощи координат-но-измерительной машины Romer Absolute Arm 7520SE и установлено соответствие опытных образцов исходным 3D-моделям.
В ходе проекта было установлено, что выбранные технологии производства антенных рефлекторов из ПКМ позволяют производить антенные рефлекторы, обеспечивающие работоспособность в выбранных частотных диапазонах при деструктивных воздействиях окружающей среды.
Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020
Решетневские чтения. 2016
годы», соглашение № 14.577.21.0076 (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0076).
Библиографические ссылки
1. Семенова Е. Г. Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов. СПб. : Политехника, 2003. 186 с.
2. Трофимов Н. Н., Канович М. 3. Основы создания полимерных композитов. М. : Наука, 1999. 539 с.
References
1. Semenova E. G. Osnovy modelirovaniya i diagnostiki antennykh ustroystv bortovykh kompleksov. SPb. : Politekhnika, 2003. 186 p.
2. Trofimov N. N., Kanovich M. Z. Osnovy sozdaniya polimernykh kompozitov. M. : Nauka, 1999. 539 c.
© Власов А. Ю., Пасечник К. А., Обверткин И. В., Титов М. А., Уваев И. В., 2016
УДК 629.7.05
ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ДЛЯ УГЛОМЕРНЫХ ГНСС-ПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ МОДУЛЬНЫХ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ*
А. Б. Гладышев, Д. Д. Дмитриев, Н. С. Кремез, Е. Е. Гарин
Сибирский федеральный университет Российская федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]
Предложен вариант построения имитатора для испытания угломерных ГНСС-приемников, применяемых на воздушных объектах, низкоорбитальных и геостационарных космических аппаратах.
Ключевые слова: имитатор сигналов, ГНСС-приемник, векторный генератор сигналов.
SIMULATOR OF SIGNALS BASED ON MODULAR INSTRUMENTATION TO TEST GNSS RECEIVERS, WHICH MEASURE THE ANGULAR POSITION OF THE OBJECT
A. Gladyshev, D. Dmitriev, N. Kremez, E. Garin
Siberian Federal University 79, Svobodny Av., 660041 Krasnoyarsk, Russia E-mail: [email protected]
A variant of the construction of the simulator to test goniometric GNSS receivers used on overhead objects, low-orbiting and geostationary spacecraft.
Keywords: simulator signals, GNSS receiver, a vector signal generator.
На сегодняшний день одним из наиболее перспективных направлений расширения функциональных возможностей СРНС является реализация функции определения пространственной ориентации объекта. При этом вопросам повышения точностных характеристик определения пространственной ориентации уделяется все большее внимание.
Это обусловлено тем, что радиоугломерная аппаратура устанавливается не только на различные наземные объекты, но и на самолеты, вертолеты, корабли, а также на низкоорбитальные и геостационарные космические аппараты (КА).
Внедрение угломерной навигационной аппаратуры в отличие от обычной предъявляет определенные требования к контрольно-измерительной аппаратуре, необходимой для отладки и проведения испытаний. Основной составной частью такой контрольно-
измерительной аппаратуры являются специальные имитаторы радионавигационных сигналов (ИРНС).
В этом случае ИРНС должны быть многоканальным источником когерентных и фазостабильных навигационных сигналов.
Так как при проведении испытаний навигационные сигналы обычно подаются на входы МШУ навигационного приемника, то количество каналов ИРНС должно соответствовать количеству угломерных каналов приемника.
Наиболее существенной проблемой при создании ИРНС для угломерной навигационной аппаратуры является требование по обеспечению высокой точности формирования задержек навигационного сигнала на различных выходах (порядка 1...5 пс) [1] и возможности управления фазовыми соотношениями между этими сигналами.
*Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение № 14.578.21.0116, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57815X0116).
