[go: up one dir, main page]

RU194575U1 - On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format - Google Patents

On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format Download PDF

Info

Publication number
RU194575U1
RU194575U1 RU2019123611U RU2019123611U RU194575U1 RU 194575 U1 RU194575 U1 RU 194575U1 RU 2019123611 U RU2019123611 U RU 2019123611U RU 2019123611 U RU2019123611 U RU 2019123611U RU 194575 U1 RU194575 U1 RU 194575U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cubesat
analog
small spacecraft
digital
radio transmitter
Prior art date
Application number
RU2019123611U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Валерьевич Пуриков
Михаил Юрьевич Бычек
Ефим Владимирович Устюгов
Матвей Игоревич Шубин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Спутниковые инновационные космические системы" (ООО "СПУТНИКС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Спутниковые инновационные космические системы" (ООО "СПУТНИКС") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Спутниковые инновационные космические системы" (ООО "СПУТНИКС")
Priority to RU2019123611U priority Critical patent/RU194575U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU194575U1 publication Critical patent/RU194575U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к бортовым космическим высокоскоростным радиопередатчикам Х-диапазона, предназначенным для передачи большого объёма данных со скоростями свыше 1 Мб/сек и может быть использована в составе малых космических аппаратов формата CubeSat различного назначения. Бортовой высокоскоростной радиопередатчик для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat состоит из структурно разделённых цифрового и аналогового модулей. Модули механически соединены с корпусом-радиатором, осуществляющим механическое сопряжение с конструкцией малого космического аппарата формата CubeSat. Корпус-радиатор содержит основание и крышку для аналогового модуля. Электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой реализовано на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN посредством электрического соединения цифрового и аналогового модулей через разъём, при этом цифровой модуль имеет в своём составе систему на кристалле и ЦАП, которые управляют работой аналогового модуля. Предложенная конструкция расширяет функциональные возможности радиопередатчика, предназначенного для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat, в частности реализована возможность изменения частотного диапазона передачи и изменения параметров выходного сигнала. 5 ил.The utility model relates to on-board high-speed space radio transmitters of the X-band, designed to transmit a large amount of data with speeds above 1 Mb / s and can be used as part of small spacecraft of the CubeSat format for various purposes. The onboard high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft in the CubeSat format consists of structurally separated digital and analog modules. The modules are mechanically connected to the radiator body, which mechanically interfaces with the design of a small spacecraft in the CubeSat format. The radiator case contains a base and a cover for the analog module. Electrical interfacing with the on-board equipment is implemented on the basis of the OrbiCraft-Pro platform with the UniCAN information bus by electrical connection of the digital and analog modules through the connector, while the digital module incorporates a chip system and DACs that control the operation of the analog module. The proposed design extends the functionality of a radio transmitter designed for low-orbit small spacecraft of the CubeSat format, in particular, it is possible to change the frequency range of the transmission and change the parameters of the output signal. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к космической технике, а именно к бортовым космическим высокоскоростным радиопередатчикам, и может быть использована в составе малых космических аппаратов формата CubeSat различного назначения. Более конкретно полезная модель относится к бортовым космическим высокоскоростным радиопередатчикам Х-диапазона, предназначенных для передачи большого объёма данных со скоростями свыше 1 Мб/сек.The utility model relates to space technology, namely to onboard space high-speed radio transmitters, and can be used as part of small spacecraft of the CubeSat format for various purposes. More specifically, the utility model relates to on-board high-speed space radio transmitters of the X-band, designed to transmit a large amount of data with speeds of more than 1 Mb / s.

Cubesat – размерный стандарт микро и наноспутников Земли, предложенный в 1999 году в США. Особенность Cubesat – фиксированные габариты, которые меняются кратно, т.е. Cubesat 1U (unit) – это куб размером 10х10х10 см, 2U – это два куба в составе одного спутника размером 10х10х20 см, 3U – 10х10х30 см. Пока достигнутый предел – 6U или 10х20х30 см. Cubesat is the dimensional standard for micro and nanosatellites of the Earth, proposed in 1999 in the USA. A feature of Cubesat is its fixed dimensions, which change multiple times, i.e. Cubesat 1U (unit) is a 10x10 x 10 cm cube, 2U is two cubes in a single satellite 10x10 x 20 cm in size, 3U is 10 x 10 x 30 cm. So far, the reached limit is 6U or 10 x 20 x 30 cm.

В настоящем описании понятия «спутник» и «космический аппарат» используются в качестве синонимов.In the present description, the concepts of "satellite" and "spacecraft" are used as synonyms.

Применение столь малых космических аппаратов по всему миру растёт с каждым годом вместе с ростом спектра решаемых ими задач. Под стандарты Cubesat разработаны многие конструкционные элементы, батареи, платы, датчики, системы коммуникации. The use of such small spacecraft around the world is growing every year with the growth of the range of tasks they solve. Under Cubesat standards, many structural elements, batteries, boards, sensors, communication systems have been developed.

Очевидно, что использование передатчика на наноспутнике формата Cubesat имеет ряд особенностей, не позволяющих использовать известные решения, а именно:Obviously, the use of the transmitter on a Cubesat nanosatellite has a number of features that do not allow the use of well-known solutions, namely:

– ограничения по массогабаритным характеристикам;- restrictions on weight and size characteristics;

– ограничения по энергетике;- energy restrictions;

– ограничения по обеспечению теплового режима.- restrictions on ensuring the thermal regime.

Еще одной проблемой при выборе трансивера является ограниченность частотного спектра. Весь спектр частот четко поделен между различными службами и для того, чтобы использовать какую-то полосу частот требуется специальное разрешение от контролирующих эту сферу государственных органов. Another problem when choosing a transceiver is the limited frequency spectrum. The entire spectrum of frequencies is clearly divided between different services and in order to use a certain frequency band special permission is required from state bodies controlling this area.

Из уровня техники известно использование в микроспутниках STX - передатчика S-диапазона, предназначенного для миссий CubeSat, который был частью миссии UKube-1, первого космического аппарата Британского Национального Космического Агентства.It is known from the prior art that the STX microsatellites use an S-band transmitter designed for CubeSat missions, which was part of the UKube-1 mission, the first spacecraft of the British National Space Agency.

Известен передатчик S-диапазона ISIS TXS совместимый со стандартом CubeSat, работающий на частотах S-диапазона. Передатчик поддерживает схемы модуляции BPSK или GMSK и обеспечивает скорость передачи данных до 100 кбит/с при низком энергопотреблении. Known S-band transmitter ISIS TXS compatible with the CubeSat standard, operating at S-band frequencies. The transmitter supports BPSK or GMSK modulation schemes and provides data rates of up to 100 kbit / s with low power consumption.

Известен передатчик NanoCom AX100, характеризующийся модульной конструкцией и позволяющий настраивать входящие и исходящие частоты. Миниатюрный форм-фактор позволяет использовать трансивер для различных космических миссий.Known transmitter NanoCom AX100, characterized by a modular design and allows you to configure incoming and outgoing frequencies. A miniature form factor allows the use of a transceiver for various space missions.

Рассмотренные трансиверы работают в разных диапазонах частот, но можно видеть, что они имеют общие характеристики, которые позволяют им выполнять различные миссии в составе бортового радиотехнического комплекса малых космических аппаратов. Это обязательно малый форм-фактор, малое энергопотребление и достаточная выходная мощность порядка 30 дБм, для связи с низкой околоземной орбитой.The considered transceivers operate in different frequency ranges, but you can see that they have common characteristics that allow them to perform various missions as part of the on-board radio complex of small spacecraft. This is necessarily a small form factor, low power consumption and sufficient output power of the order of 30 dBm, for communication with a low Earth orbit.

Существенным недостатком таких передатчиков является невозможность широкого использования частотного диапазона. Для таких изменений необходимо полностью модифицировать аппаратную часть. Использовать другие компоненты, что конечно невозможно, в условиях космического пространства.A significant drawback of such transmitters is the impossibility of widespread use of the frequency range. For such changes, it is necessary to completely modify the hardware. Use other components, which of course is impossible, in outer space.

В связи с этим реализации радиопередатчика на основе SDR-технологий открывает новые широкие возможности. SDR (Software-defined radio) - программно-определяемое (также может называться: «программно-конфигурируемое») - это приемопередающее устройство, в котором некоторые или все функции физического уровня являются программно-определяемыми. Разработки, связанные с SDR позволяют адаптировать одну аппаратную основу сразу к нескольким типам передачи данных, добавлять которые можно непосредственно в процессе эксплуатации, что позволяет исключить из процесса множество вспомогательных компонентов, таких как фильтры, усилители и прочее. Одновременно с этим пользователь получает многофункциональное аппаратное решение с большим набором режимов эксплуатации, а также диапазонов частот, причём переключаться между ними можно в автоматическом и динамическом режиме, а также через средства удалённого доступа.In this regard, the implementation of a radio transmitter based on SDR technologies opens up new opportunities. SDR (Software-defined radio) - software-defined (also called: “software-defined”) is a transceiver in which some or all of the functions of the physical layer are software-defined. Developments related to SDR allow you to adapt one hardware base to several types of data transfer at once, which can be added directly during operation, which allows you to exclude many auxiliary components from the process, such as filters, amplifiers, etc. At the same time, the user receives a multifunctional hardware solution with a large set of operating modes, as well as frequency ranges, and you can switch between them in automatic and dynamic mode, as well as through remote access.

Известен бортовой высокоскоростной радиопередатчик Tethers unlimited SWIFT-XTS, представляющий собой блок бортовой аппаратуры, выполненный в едином корпусе, имеющий периферийные интерфейсы RS-422 и LVDS, рабочие частоты в диапазоне 7000-8500 МГц и предназначенный для эксплуатации в условиях космического полёта. Известному высокоскоростному радиопередатчику Tethers unlimited SWIFT-XTS присуща модульная структура и использование SDR технологий, однако он имеет в своём составе S-диапазонный приёмник, что увеличивает энергопотребление. Бортовой высокоскоростной радиопередатчик Tethers unlimited SWIFT-XTS не имеет внешнего интерфейса CAN и не соответствует стандарту PC/104, что не позволяет обеспечить электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой, выполненной на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN. Known onboard high-speed radio transmitter Tethers unlimited SWIFT-XTS, which is a unit of on-board equipment, made in a single package, having peripheral interfaces RS-422 and LVDS, operating frequencies in the range of 7000-8500 MHz and designed for operation in space flight conditions. The well-known high-speed radio transmitter Tethers unlimited SWIFT-XTS is characterized by a modular structure and the use of SDR technologies, however, it incorporates an S-band receiver, which increases energy consumption. The Tethers unlimited SWIFT-XTS onboard high-speed radio transmitter does not have an external CAN interface and does not comply with the PC / 104 standard, which does not allow for electrical interfacing with on-board equipment based on the OrbiCraft-Pro platform with the UniCAN information bus.

В качестве ближайшего аналога принят бортовой высокоскоростной радиопередатчик Clyde space CPUT X-Band Transmitter, представляющий собой блок бортовой аппаратуры, выполненный в виде печатной платы с корпусным элементом для высокочастотной части, имеющий рабочие частоты в диапазоне 8025-8450 МГц и предназначенный для эксплуатации в условиях космического полёта. Известному высокоскоростному радиопередатчику Clyde space CPUT X-Band Transmitter присуща моноблочная структура и использование SDR технологий. As the closest analogue, the Clyde space CPUT X-Band Transmitter, an onboard equipment made in the form of a printed circuit board with a housing element for the high-frequency part, having operating frequencies in the range of 8025-8450 MHz and intended for operation in space conditions, was adopted flight. The well-known high-speed radio transmitter Clyde space CPUT X-Band Transmitter is characterized by a monoblock structure and the use of SDR technologies.

Бортовой высокоскоростной радиопередатчик Clyde space CPUT X-Band Transmitter не имеет внешнего интерфейса CAN. CAN (Controller Area Network) — стандарт промышленной сети, ориентированный, прежде всего, на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков. Отсутствие внешнего интерфейса CAN не позволяет:The Clyde space CPUT X-Band Transmitter has no external CAN interface. CAN (Controller Area Network) is an industrial network standard, focused primarily on combining various actuators and sensors into a single network. The absence of an external CAN interface does not allow:

- обеспечить электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой, выполненной на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN; - provide electrical interfacing with on-board equipment based on the OrbiCraft-Pro platform with the UniCAN information bus;

- обеспечить модульную замену высокочастотной части для смены частотного диапазона передачи данных. - provide modular replacement of the high-frequency part to change the frequency range of data transmission.

Задачей настоящей полезной модели является создание бортового высокоскоростного радиопередатчика Х-диапазона, совместимого с бортовой аппаратурой, выполненной на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN.  The objective of this utility model is to create an on-board high-speed X-band radio transmitter compatible with on-board equipment based on the OrbiCraft-Pro platform with UniCAN information bus.

Спутниковый комплект OrbiCraft-Pro представляет собой конструкторский набор электронных и механических частей для ручной сборкиThe OrbiCraft-Pro satellite kit is a design kit of electronic and mechanical parts for manual assembly

малого спутника в формате CubeSat. Собранное средствами OrbiCraft-Pro устройство может функционировать как лабораторный макет для образовательных целей, так и в космосе на околоземных орбитах в качестве спутника CubeSat для научных целей.small satellite in CubeSat format. The device assembled by means of OrbiCraft-Pro can function both as a laboratory prototype for educational purposes, and in space in Earth orbits as a CubeSat satellite for scientific purposes.

Решение поставленной задачи обеспечило достижение технического результата, заключающегося в реализации возможности изменения частотного диапазона передачи путём замены высокочастотного модуля благодаря реализации модульного принципа, возможности изменения параметров выходного сигнала благодаря использованию технологии программно-определяемого радио и совместимости с платформой OrbiCraft-Pro, что значительно расширяет функционал радиопередатчика, предназначенного для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat.The solution of this problem ensured the achievement of a technical result consisting in the possibility of changing the frequency range of the transmission by replacing the high-frequency module due to the implementation of the modular principle, the ability to change the parameters of the output signal through the use of software-defined radio technology and compatibility with the OrbiCraft-Pro platform, which greatly expands the functionality of the radio transmitter intended for low-orbit small spacecraft of the CubeSat format.

Для достижения указанного технического результата при реализации структурной схемы устройства использовался подход прямого преобразования (или формирование на нулевой промежуточной частоте). Этот способ является более современным, более требовательным к компонентам, но даёт на выходе схему с меньшим числом узлов, с меньшей потребляемой мощностью и более компактную. Узкополосный фильтр в ней заменяется на диапазонный, требования к которому значительно ниже.To achieve the specified technical result in the implementation of the block diagram of the device, the direct conversion approach (or the formation at zero intermediate frequency) was used. This method is more modern, more demanding on components, but gives the output circuit with fewer nodes, with less power consumption and more compact. The narrow-band filter in it is replaced by a band-pass filter, the requirements for which are much lower.

Достижение технического результата обеспечило то, что в бортовом высокоскоростном радиопередатчике для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat, состоящем из структурно разделённых цифрового и аналогового модулей, механически соединенных корпусом-радиатором, осуществляющим механическое сопряжение с конструкцией малого космического аппарата формата CubeSat и содержащем основание и крышку для аналогового модуля, новым является электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN посредством электрического соединения цифрового и аналогового модулей через разъём, при этом цифровой модуль имеет в своём составе систему на кристалле и ЦАП, которые управляют работой аналогового модуля. The achievement of the technical result ensured that in the onboard high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft of the CubeSat format, consisting of structurally separated digital and analog modules mechanically connected by a radiator body, which is mechanically coupled to the design of a small spacecraft of the CubeSat format and containing a base and a cover for analog module, new is electrical interfacing with on-board equipment based on the OrbiCraft-Pro platform with information the UniCAN bus through the electrical connection of the digital and analog modules through the connector, while the digital module incorporates a chip system and DACs that control the operation of the analog module.

Полезная модель поясняется следующими иллюстрирующими материалами: The utility model is illustrated by the following illustrative materials:

на фиг. 1 показан общий вид заявленного бортового высокоскоростного радиопередатчик для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat; in FIG. 1 shows a General view of the claimed onboard high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft format CubeSat;

на фиг. 2 показан вид радиопередатчика без крышки в разобранном виде; in FIG. 2 shows an exploded view of a transmitter without a cover;

на фиг. 3 приведено схематичное изображение радиопередатчика;in FIG. 3 is a schematic illustration of a radio transmitter;

на фиг. 4 показана схематично структура устройства; in FIG. 4 shows schematically the structure of the device;

на фиг. 5 - структурная схема передатчика. in FIG. 5 is a block diagram of a transmitter.

Бортовой высокоскоростной радиопередатчик для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat представляет собой два отдельных модуля: 1 – цифровой и 2 - аналоговый. Цифровой 1 и аналоговый 2 модули механически соединены корпусом-радиатором, осуществляющим механическое сопряжение с конструкцией малого космического аппарата формата CubeSat. Корпус включает общее основание 3 и крышку 4 для аналогового модуля 2.The onboard high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft in the CubeSat format is two separate modules: 1 - digital and 2 - analog. Digital 1 and analog 2 modules are mechanically connected by a radiator body, which is mechanically coupled to the design of a small spacecraft in the CubeSat format. The housing includes a common base 3 and cover 4 for analog module 2.

Электрическое соединение цифрового модуля 1 и аналогового модуля 2 происходит через разъём 5. Подключение периферийных устройств к бортовому радиопередатчику осуществляется через разъём 6 стандарта PC/104 с учётом его расположения и расположения крепёжных отверстий. Электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой реализовано на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN.The electrical connection of the digital module 1 and analog module 2 occurs through connector 5. The peripheral devices are connected to the on-board radio transmitter through connector 6 of the PC / 104 standard, taking into account its location and the location of the mounting holes. Electrical interfacing with on-board equipment is implemented on the basis of the OrbiCraft-Pro platform with the UniCAN information bus.

Цифровой модуль 1 имеет в своём составе систему на кристалле (SoC) 7, которая обеспечивает обработку поступающих команд и информации и управление цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) 8, которые управляют работой аналогового модуля 2. Digital module 1 incorporates a system on a chip (SoC) 7, which provides processing of incoming commands and information and control digital-to-analog converters (DAC) 8, which control the operation of analog module 2.

Цифровой модуль 1 содержит также модули памяти, предназначенные для буферизации «полезных» данных до момента их передачи на наземный центр управления (ЦУП). The digital module 1 also contains memory modules designed to buffer “useful” data until it is transmitted to the ground control center (MCC).

Аналоговый (высокочастотный) модуль 2 предназначен для формирования сигнала на несущую частоту и усиление высокочастотного выходного сигнала до необходимого уровня.The analog (high-frequency) module 2 is designed to generate a signal at the carrier frequency and amplify the high-frequency output signal to the required level.

Основание 3 выступает в роли силового элемента конструкции, а также обеспечивает необходимый термо-интерфейс для поддержания комфортного температурного режима устройства во время работы.Base 3 acts as a power structural element, and also provides the necessary thermal interface to maintain a comfortable temperature regime of the device during operation.

Крышка 4 служит для экранирования высокочастотного излучения аналогового модуля 2.Cover 4 serves to shield the high-frequency radiation of analog module 2.

Использование метода прямого преобразования обеспечивает в заявленной полезной модели: Using the direct conversion method provides in the claimed utility model:

- широкий спектр предлагаемых типов модуляций основными стандартами космической радиосвязи для данного диапазона (CCSDS, DVB-S, DVB-S2); - a wide range of proposed types of modulations by the main space radio standards for this range (CCSDS, DVB-S, DVB-S2);

- широкий спектр предлагаемых схем кодирования этими стандартами; - A wide range of proposed coding schemes by these standards;

- возможность использовать различные варианты модуляций и схем кодирования, и расширить за счёт этого возможности устройства, минимально меняя аппаратную часть, из соображений экономической эффективности и полезности для потребителя.- the ability to use various options for modulations and coding schemes, and to expand due to this the possibility of the device, minimally changing the hardware, for reasons of economic efficiency and utility for the consumer.

Так, реализация радиопередатчика в виде модульной структуры позволяет при необходимости высокочастотный модуль 2 заменить, например, на S диапазонный.So, the implementation of the radio transmitter in the form of a modular structure allows, if necessary, to replace the high-frequency module 2, for example, with S band.

При использовании концепции SDR в структурной схеме устройства предусмотрен ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), выход которого подключается к аналоговой части устройства, и некоторое цифровое вычислительное устройство, обеспечивающее цифровой вход для ЦАП (на основе ПЛИС, микропроцессоров, микроконтроллеров или цифровых сигнальных процессоров). В итоге, формируется схема устройства, показанная на фиг. 5.When using the SDR concept, the device’s block diagram provides a DAC (digital-to-analog converter), the output of which is connected to the analog part of the device, and some digital computing device providing a digital input for the DAC (based on FPGAs, microprocessors, microcontrollers, or digital signal processors). As a result, the device diagram shown in FIG. 5.

Высокоскоростной передатчик X-диапазона для спутников формата CubeSat обеспечивает скорость передачи от 0,5 до 10 Мбит/сек и работоспособность МКА в диапазоне частот 8-12 ГГц, обеспечивает промышленные стандартные методы кодирования и модуляции, что расширяет возможности его применения. The high-speed X-band transmitter for CubeSat-format satellites provides a transmission speed of 0.5 to 10 Mbit / s and the performance of the MCA in the frequency range of 8-12 GHz, provides industry standard coding and modulation methods, which expands its application.

Бортовой высокоскоростной радиопередатчик для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat осуществляет передачу сигналов радиомаяка, прием команд управления, передачу телеметрической информации и данных, полученных от полезной нагрузки. Сигнал радиомаяка передается кодом Морзе в диапазоне частот 8-12 ГГц. The onboard high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft of the CubeSat format transmits beacon signals, receives control commands, and transfers telemetric information and data received from the payload. The beacon signal is transmitted by the Morse code in the frequency range 8-12 GHz.

Для работы устройства необходимо подключить бортовой высокоскоростной радиопередатчик к информационной шине и шине питания платформы OrbiCraft Pro через разъём PC/104 (поз. 6, фиг. 3), по которому будут передаваться питание и управляющие команды, а также подключить к высокочастотному разъёму (поз. 9, фиг. 4) антенно-фидерное устройство для передачи высокочастотного сигнала на наземную станцию и через разъём ПН (поз. 10, фиг. 3) подключается источник передаваемых данных. Источником передаваемых данных может быть любое периферийное устройство, поддерживающее интерфейс передачи данных Ethernet, например, фотокамера.For the device to work, it is necessary to connect the onboard high-speed radio transmitter to the information bus and the power bus of the OrbiCraft Pro platform through the PC / 104 connector (pos. 6, Fig. 3), which will transmit power and control commands, and also connect to the high-frequency connector (pos. 9, Fig. 4) an antenna-feeder device for transmitting a high-frequency signal to a ground station and a source of transmitted data is connected through a PN connector (pos. 10, Fig. 3). The source of the transmitted data can be any peripheral device that supports the Ethernet data interface, for example, a camera.

Управление бортовым высокоскоростным радиопередатчиком (смена режимов) выполняется по протоколу UniCAN через CAN-интерфейс через бортовую шину. Управление может осуществляться как автоматически, бортовой вычислительной машиной или другим блоком управления, так и путём передачи команд с Земли через командную радиолинию. На команды отправляются квитанции о приёме.The onboard high-speed radio transmitter is controlled (change of modes) by UniCAN protocol via the CAN interface via the onboard bus. Control can be carried out either automatically, by an onboard computer or other control unit, or by transmitting commands from the Earth through a command radio link. Receipts for admission are sent to the teams.

На первой фазе информация, предназначенная к передаче, через интерфейс Ethernet помещается во внутреннюю память устройства; аналоговая часть устройства (поз. 2, фиг. 3) находится при этом в неактивном состоянии с целью уменьшения энергопотребления.In the first phase, information intended for transmission through the Ethernet interface is placed in the internal memory of the device; the analog part of the device (pos. 2, Fig. 3) is inactive in this case in order to reduce power consumption.

На второй фазе, при пролёте над наземной станцией, устройство переходит в режим передачи. Активизируются синтезатор частоты, модулятор, усилитель мощности. Синтезатор частоты формирует несущую частоту, модулятор модулирует её полезным комплексным сигналом, сформированным в результате работы программно-определяемого радиотракта, усилитель поднимает мощность до требуемой. Сформированный сигнал по высокочастотному кабелю поступает в антенну, откуда излучается в направлении Земли.In the second phase, when flying over a ground station, the device goes into transmission mode. The frequency synthesizer, modulator, power amplifier are activated. The frequency synthesizer generates the carrier frequency, the modulator modulates it with a useful complex signal generated as a result of the software-defined radio path, the amplifier raises the power to the required. The generated signal through a high-frequency cable enters the antenna, from where it is emitted in the direction of the Earth.

После окончания передачи устройство отключается; на этой фазе происходит постепенное рассеивание накопленного за сеанс передачи тепла.After the end of the transfer, the device turns off; in this phase, the heat accumulated during the heat transfer session is gradually dissipated.

Claims (1)

Бортовой высокоскоростной радиопередатчик для низкоорбитальных малых космических аппаратов формата CubeSat, состоящий из структурно разделённых цифрового и аналогового модулей, механически соединенных корпусом-радиатором, осуществляющим механическое сопряжение с конструкцией малого космического аппарата формата CubeSat и содержащий основание и крышку для аналогового модуля, отличающийся тем, что электрическое сопряжение с бортовой аппаратурой реализовано на базе платформы OrbiCraft-Pro с информационной шиной UniCAN посредством электрического соединения цифрового и аналогового модулей через разъём, при этом цифровой модуль имеет в своём составе систему на кристалле и ЦАП, которые управляют работой аналогового модуля.On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft of the CubeSat format, consisting of structurally separated digital and analog modules mechanically connected by a radiator body that is mechanically coupled to the design of a small spacecraft of the CubeSat format and containing a base and a cover for the analog module, characterized in that the electric interfacing with the on-board equipment is implemented on the basis of the OrbiCraft-Pro platform with the UniCAN information bus via electrical Connections of digital and analog modules via the connector, the digital module has in its composition and system-on-chip DAC that govern the operation of the analog module.
RU2019123611U 2019-07-26 2019-07-26 On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format RU194575U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123611U RU194575U1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123611U RU194575U1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU194575U1 true RU194575U1 (en) 2019-12-18

Family

ID=69007291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123611U RU194575U1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU194575U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2191721C1 (en) * 2001-02-05 2002-10-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of control of orientation of spacecraft equipped with on-board radio technical complex
US20100231452A1 (en) * 2005-09-23 2010-09-16 California Institute Of Technology Mm-wave fully integrated phased array receiver and transmitter with on-chip antennas
US20180255027A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-06 The Boeing Company Virtual transponder utilizing inband telemetry
WO2019060755A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Kymeta Corporation Integrated transceiver for antenna systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2191721C1 (en) * 2001-02-05 2002-10-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of control of orientation of spacecraft equipped with on-board radio technical complex
US20100231452A1 (en) * 2005-09-23 2010-09-16 California Institute Of Technology Mm-wave fully integrated phased array receiver and transmitter with on-chip antennas
US20180255027A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-06 The Boeing Company Virtual transponder utilizing inband telemetry
WO2019060755A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Kymeta Corporation Integrated transceiver for antenna systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7408898B1 (en) Flexible network wireless transceiver and flexible network telemetry transceiver
EP1696582B1 (en) Real-time reconfigurable electronic radio system
CN114296371B (en) Multi-mode measurement and control terminal supporting on-orbit reconstruction
CN106559128B (en) Integrated communication device and method for microsatellites
CN113438013B (en) Satellite data transmission and broadcast data distribution integrated device
Kobayashi et al. The Iris deep-space transponder for the SLS EM-1 secondary payloads
CN109495118A (en) A kind of spaceborne S frequency range Spread Spectrum TT&C answering system based on ASIC framework
CN117353758A (en) High-performance SDR platform based on domestic ware component
CN115955269A (en) Multi-track combination-based aircraft communication link wireless transmission system and method
CN215342993U (en) Phased array antenna system
CN110620599B (en) Microminiature unmanned aerial vehicle data link terminal equipment
RU194575U1 (en) On-board high-speed radio transmitter for low-orbit small spacecraft CubeSat format
CN108736955A (en) A kind of full duplex inter-satellite link system and method that transmitting-receiving frequency is changeable
Angert et al. Frontier radio–multi-lingual–a next generation space software defined radio
WO2006101863A2 (en) Reconfigurable wireless interconnects for data communication
CN112910542A (en) Measure and control ground detection equipment and system
Kobayashi et al. UST-lite direct waveform sampling software-defined radio for spaceflight applications
CN214205535U (en) Expandable space-based data acquisition load device
Pugh et al. High-rate Ka-band modulator for the NISAR mission
Ray et al. Tactical Ka-band MIL-SATCOM using LEO small satellites
CN113794502B (en) Mars surrounding device measurement and control data transmission integrated system and method
US11979176B2 (en) Configurable modem architecture for satellite communications
CN221710081U (en) Multichannel low-orbit satellite-borne mobile communication base station load
CN114826437B (en) Multifunctional definable arrow-carried comprehensive radio frequency measurement and control device
CN218416383U (en) PCBA module for realizing broadband satellite signal transmission