ДКР і розробки, що виконуються нашим колективом відносяться до сфери наземних систем космічного зв’язку, дистанційного зондування Землі з космосу, робототехніки, технічних засобів моніторингу у комунікаційних системах та енергозбереженні, систем цифрового захищеного зв’язку, інтелектуальних пристроїв і сенсорів.
Зокрема розроблено низку модифікацій систем управління антенними станціями (АС) слідкування і забезпечення зв’язку з низькоорбітальними супутниками ДЗЗ, а також систем керування АС зв’язку з геостаціонарними комунікаційними супутниками та системами радіомоніторингу.
Розроблена система керування АС командної радіолінії та телеметрії для супутника дистанційного зондування Землі «EgyptSat-1», що експлуатується в Єгипті.
Розроблено системи керування низкою АС з різними типами ОПП і діаметрів рефлекторів (від 3 до 25 м) для забезпечення зв’язку із геостаціонарними супутниками що експлуатуються в Казахстані, Туркменистані, Азербайджані, Арабських Еміратах, Гонконзі, Судані, Угорщині та в Україні.
За замовленням Національного центру управління і випробувань космічних засобів (НЦУВКЗ) розроблено і впроваджено системи керування універсальною станцією прийому інформації ДЗЗ (УНСПІ-8,2) на базі 12-метрової антени ТНА57 та 5-метрової АС ПС-8,2, що експлуатуються у центрі прийому спеціальної інформації та контролю навігаційного поля (ЦПОСІ КНП), м. Дунаєвці, систему керування 32-метровим радіотелескопом у Центрі космічних досліджень і зв’язку (ЦКДЗ), м. Золочів.
Розроблено експериментальні взірці антенних систем ДЗЗ з новим типом опорно-поворотного пристрою на основі лінійно приводної кінематичної схеми Hexapod із системою керування, а також з ОПП карданного типу (Е2-Е1).
Також розроблено низку систем керування інтегрованими НВЧ-радіотрактами, приймачами сигналів, прецизійний кутовий сенсор (з розд. здатністю 20 кут.сек.), вимірювальну апаратуру та ін. допоміжні пристрої антенних комплексів.
Опис, технічні характеристики деяких систем керування АС приведені нижче.
Антенна система (АС) призначена для супроводу і обміну інформацією з низькоорбітальними космічними апаратами дистанційного зондування Землі (ДДЗ).
Впроваджена в роботу в Єгипті в складі наземних засобів прийому-передачі інформації для супутника EgyptSat-1.
До складу антенної системи входять:
Трьохосьовий опорно-поворотний пристрій, що використовується в даній АС дає змогу уникнути “мертвих” зон супроводу КА в районі зеніту.
Додаткова азимутальна вісь розміщена під кутом нахилу ~15° відносно основної азимутальної осі, а діапазон кутів обертання у горизонтальній площині обох азимутальних осей становить ±170°. Діапазон обертання кутомісної осі становить 0..120°. Дискретність відліку кутів =20 кут.сек. Статична похибка наведення на координати= 2 кут.мин. Динамічна похибка супроводу = 5-7 кут. мин.
Системи керування АС «МАРК-4В» радіотелескопу РТ-32М4В (японської фірми NEC) з діаметром рефлектора 32 м, призначена для керування наведенням радіотелескопу РТ-32М4В в режимах:
Табл. 1 – Основні технічні характеристики силової частини системи керування
Найменування | Значення параметру | Примітка |
Кількість координат керування | 2 шт. |
|
Діапазон обертання осей АС: вість Азимута вісь Кута місця |
±180 град. 6…90 град. |
|
Потужність приводу вість Азимута вісь Кута місця | 2*7,5 кВт 2*7,5 кВт |
|
Максимальна швидкість наведення вісь Азимута вісь Кута місця |
1,0 град./с. 0,5 град./с. |
|
Максимальна швидкість супроводження об`єктів за програмою не менше по Азимуту по Куту місця |
0,5 град./с. 0,5 град./с. |
|
Максимальне прискорення гальмування руху антени вісь Азимута вісь Кута місця |
0,3 град./с. 0,3 град./с. |
|
Характеристика регульованого електроприводу
| – ручне та програмне регулювання частоти обертання двигуна; – програмований час розгону та плавного гальмування; – швидка зупинка двигуна при екстреній зупинці АС; – управління гальмами двигунів. |
|
Живлення системи керування | 380 ±10% трьохфазна мережа |
|
Споживання електроенергії | 40 кВт |
|
Маса блоків керування (без маси двигунів і трансформатора 380/220) | 40 кг |
|
Модернізована система управління антенною системою приймальної станції унспі призначена для наведення та супроводу космічних апаратів дистанційного зондування Землі, які функціонують на орбітах з висотою 450–800 км, для прийому даних ДЗЗ в Х–діапазоні. Система забезпечує:
Таблиця 2 – Технічні характеристики системи керування АС ТНА-57
Назва параметра | Номінальне значення характеристики по ТЗ (КД) | Примітки | ||
Діапазон обертання осей АС: вісь Азимута вісь Кута місця |
± 270 град. 5…90 град. |
| ||
Потужність приводу осей АС: вісь Азимута: вісь Кута місця |
2*12,5 кВт 2*5,5 кВт |
| ||
Максимальна швидкість наведення осей АС: вісь Азимута вісь Кута місця |
10,0 ˚/с 5,0 ˚/с |
| ||
Максимальне прискорення руху осей АС: вісь Азимута вісь Кута місця |
1 ˚/с2 0,3 ˚/с2 |
| ||
Характеристика регульованого електроприводу
| – ручне та програмне регулювання частоти обертання двигуна; – програмований час розгону та плавного гальмування; – швидка зупинка двигуна при екстреній зупинці АС; – управління гальмами двигунів ДПМ. |
| ||
Живлення системи керування | 380 ±10% трьохфазна мережа В |
| ||
Споживання електроенергії | не більше 40 кВт |
| ||
Діапазон вимірювання кутових переміщень: – по азимуту – по куту місця |
± 270 град. 0…90 град. |
|
| |
Роздільна здатність вимірювання кутових переміщень по 2 осях: |
20 кут. сек |
|
| |
Похибка відліку | ±1 кут.хв. |
|
| |
Статична похибка наведення на координати | 1 кут.хв. |
|
| |
Максимальна динамічна похибка наведення при супроводженні по ЦУ |
до 2 кут.хв. |
|
| |
Кількість координат керування | 2 шт. |
|
| |
Діапазон обертання осей АС: вісь Азимута вісь Кута місця |
± 270 град. 0…90 град. |
|
| |
Інтерфейс обміну інформацією з датчиками кутових координат | цифровий, стандарт RS485 |
|
| |
Інтерфейс зв’язку з контролером приводу | Цифровий, стандарт RS485 з опторозв’язкою |
|
| |
Інтерфейс зв’язку керуючого комп’ютера з контролером приводу | Цифровий, стандарт, Ethernet, USB |
|
|
Призначений для визначення абсолютного кутового положення оптоелектронним способом. Принцип роботи датчика базується на розпізнаванні спеціального коду нанесеного на обертовий диск за допомогою 2-х інтегральних фотоматриць (1*128 пікселів), розміщених на діаметрально протилежних сторонах вздовж хорди диску, дані від яких обробляються мікроконтролером, вмонтованим в датчик.
Таблиця 1 – Технічні характеристики датчика кута
№ | Параметр | Значення | |
1 | Діапазон вимірювання | град. | 0..3600 |
2 | Дискретність відліку кута | сек. | 20” |
3 | Абсолютна похибка вимірювання | мин. | ±2′ |
4 | Час одержання зображення | мс | 1,62 |
5 | Час перетворення | мс | 4..5 |
6 | Вихідний сигнал, інтерфейс | Цифровий код, RS485, RS232 | |
7 | Вид захисту корпуса | IP55 | |
8 | Живлення | В | 7..15 В |
Запропонована схема і конструкція зменшує вимоги до оптичної системи датчика порівняно з растровими або багатоканальними схемами, підвищуючи надійність роботи такого датчика. Завдяки конструктивним особливостям та програмним алгоритмам обробки мінімізуються ряд похибок механічних вузлів (перекоси валу, зміщення диску, ексцентриситет). Роздільна здатність датчика становить 20 кутових секунд.
Програмне забезпечення окрім визначення кутового положення, передбачає ряд додаткових сервісних функцій, таких як самодіагностка, зберігання та передача службової інформації про режими роботи, проведені повірки. Передбачена можливість внесення поправок для компенсації постійного зміщення та ексцентриситету, початкова установка нульового, або будь-якого іншого значення.
Датчики використовуються у антенних станціях супутникового зв’язку.
Блок призначений для керування периферійними пристроями в приймальних системах супутникового зв’язку на основі протоколу DiSEqC (Digital Satellite Equipment Control). Це можуть бути позиціонери, перемикачі, конвертори (LBN). Команди DiSEqC передаються по лінії постійної напруги живлення 12-20 В за допомогою тонових посилок частотою 22 кГц (±20 %) і номінальною амплітудою 650 мВ (±250 мВ) при напрузі живлення 13/18 В. Для визначення моменту завершення відпрацювання положення введено зворотній зв’язок по споживаному струму. Споживання струму каналом вище порогового рівня (80мА) інтерпретується як активність процесу переміщення актуатора. Споживання струму менше 30мА інтерпретується як відсутність актуатора на каналі.
Реалізовано одночасне керування шістьма актуаторами поляризаторів в антенній системі з 4 рефлекторами. Блок підтримує два режими роботи.
Керування роботою блоку здійснюється з двох джерел:
Розроблене програмне забезпечення для ПК (рис. 1б) використовує інтерфейс RS232 для зручного керування положенням актуаторів та редагування списку фіксованих положень.
Предназначена для управления наведением антенных станций (АС) спутниковой связи и управления радиотрактом зеркальной системы антенны.
ОСОБЕННОСТИ:
– внутреннего приемника сигнала с частотным сканированием и поиском максимума сигнала с КА;
– приемника GPS с определением координат АС и привязкой к единому времени UTC;
– дополнительными каналами коммутации и управления поляризацией совмещенных (интегрированных) радиотрактов.
Технические и программные решения выполнены с учетом большого опыта разработок и эксплуатации различных АС и систем управления в т.ч. с зарубежными партнерами.
Вид системы управления и структурная схема приведены на рис.
Реализует режимы работы:
3.1. Наведение АС на спутник, выбранный из базы данных.
3.2. Наведение АС на указанные координаты в панели задания позиции.
3.3. Перемещение АС по азимутальной и угломестной координатам с заданной скоростью до команды останова движения.
3.4. Программное управление по отслеживанию координат спутника в 4 подрежимах:
3.4.1. Экстремальный автомат: автоматическое отслеживание КА по максимальному уровню сигнала от приемника маячного сигнала.
3.4.2. Наведение и слежение за КА за расчетными данными из каталогов спутников из сайта http://celestrak.com/NORAD (*.TLE – формат).
3.4.3. Периодическое сканирование текстового файла с координатами спутника.
3.4.4. Сопровождение КА по траектории, заданной в текстовом файле;
3.4.5. Сканирование базы данных спутников, обновляемой по сети через SQL- запросы.