Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение "Радиотехнический колледж" «Лазерная система связи для наноспутника» Выполнил: студент Хюнгзберг П. Г. , 3 г. о. , гр. 323 Научный руководитель: Малыгин Д. В. 1 S
Структура исследовательского проекта Ø Введение Ø Цель и задачи работы Ø Используемые методы исследования Ø Основные результаты Ø Области возможного использования Ø Список применяемой литературы 2 S
введение S Особое место отводится новейшим технологиям в микроэлектронике – трехмерная интеграция компонентов (3 D). Современные технологии 3 Dмикрокорпусирования и микросборки позволяют эффективно сократить площадь (объем, массу) электронного узла не за счет повышения степени интеграции ИС, а за счет работы с коммутационной составляющей системы и пассивными компонентами: платой, расположением и свойствами элементов. S 3 В течение трех последних десятилетий ведущие мировые университеты проводят научные исследования и эксперименты в космическом пространстве, создавая для этих целей собственные научно-образовательные микро-, нано- и пикоспутники; а также финансируя их запуск на околоземную орбиту. Спектр решаемых такими спутниками задач достаточно широк – от проведения исследований физики магнитосферных и ионосферных процессов до испытаний новых технологий в областях радиосвязи, дистанционного зондирования, космической биологии и материаловедения.
Сверхмалые космические аппараты S 4 Появление данного типа космических объектов обусловлено в первую очередь развитием Научно-технического прогресса. Анализируя эволюцию космических систем, легко выявить, что благодаря развитию таких областей науки и техники, как мехатроника, нанои оптроника, кибернетика и МЕМСтехнологии происходит ежегодное увеличение количества СМКА. Изготовление таких систем ведут небольшие группы исследователей, а также коммерческие фирмы. В Российской Федерации стоит отметить три подобных проекта ООО «Даурия Аэроспейс» - платформа «Персеус» , ООО «Спутникс» - платформа «Таблет. Сат» и ООО «Лаборатория «Астрономикон» - платформа «Синергия» .
Архитектура платформы «Синергия» S Принципиально иной подход к идеологии построения отечественных СМКА научного и социальноэкономического назначения предлагается в рамках данного диссертационного исследования. В соответствии с данным подходом, широкий спектр задач в космическом пространстве может быть решен на базе унифицированной космической платформы стандарта Cube. Sat, разработанной совместно с инновационным предприятием – Лабораторией проектирования сверхмалых космических аппаратов «Астрономикон» , являющимся резидентом фонда «Сколково» (http: //astronomikon. ru). В качестве стартового варианта унифицированной космической платформы представлена многоцелевая блочно-модульная микроспутниковая платформа «Синергия» , выполненная в соответствии со спецификацией Cube. Sat в конструктивных форматах 1 U, 2 U и 3 U. 5
Архитектура платформы «Синергия» Бортовой радиотехнический комплекс Бортовое кибернетическое устройство Интерфейс полезной нагрузки ЦИ РК, ВП ТМ, ЦИ ТМ, управление питание ТМ питание Радиомаяк 6 Система энергетического обеспечения
Цели и задачи работы Цель: Разработка идеологии и программно-алгоритмических решений создания комплексной системы, способной собирать информацию с служебных подсистем платформы наноспутника, а также полезной нагрузки с целью последующей ее передачи на заданное расстояние посредством источника когерентных излучений (светодиодного лазера) для проведения научных и технологических экспериментов в космическом пространстве. Задачи: Ø разработка аппаратной части системы на базе «Atmega 328 PU» Ø разработка схем интерфейса механических частей системы Ø построение общих, принципиальных и электрических схем разработанной аппаратной Ø Ø Ø части разработка программной части системы управления, а именно – программного обеспечения, с помощью которого должна осуществляться передача информации с платформы «Синергия» по заданной циклограмме создание алгоритма процесса приема-передачи информации, оптимизация его по времени; проведение тестовых испытаний системы анализ общих затрат на разработку и испытание системы сравнение по заданным критериям разработанной системы с аналогичными 7 S
Применяемые методы, способ верификации Методики S Проверка анализ и применение существующего практического опыта работы по проектированию систем связи, в том числе и для космических аппаратов S программирование в среде «IDE/SDK for Atmega 328 PU» S S выполнение компьютерного применение основных принципов построения систем приёмо-передачи S работ тестового образца анализ литературных источников и технической документации S S проведение пуско-наладочных применение принципов разработки алгоритмов и их оптимизации моделирования в среде Altium Designer S сопоставление эмпирических данных с параметрами компьютерной модели 8
Полученный результат 9
Дальнейшее развитие проекта для системы связи для СМКА S уменьшение масса-габаритных S полная адаптация к платформе характеристик S применение отечественной S организация многопоточного элементной базы (импортозамещение) канала передачи данных S внедрение универсального S применение экранирующих и интерфейса подключения защитных механизмов для эксплуатации в условиях космоса 10
Перспективы внедрения 11 S
Вывод и заключение S В процессе выполнения конкурсной работы рассмотрены принципы построения основных блоков системы лазерной связи для СМКА. Под СМКА подразумевается служебный модуль универсальной платформы «Синергия» блочно-модульного исполнения. Подробно описана инфраструктура реализуемой бортовой электронно-вычислительной машины на базе программируемой логической интегральной схемы «Atmega 328 PU» . Также в полном объеме представлено разрабатываемое антеннофидерное устройство с командной радиолинией в виде светодиодного лазера. Рассмотрен вопрос о построении системы энергопитания такой системы связи. Описан принцип компоновки позволяющий повысить термозащиту от перегрева приемо-передающего светодиода. Важно отметить, что особое место в работе отводится вопросу посвященному применению отечественной элементной базы для реализации бортовой электронновычислительной машины как ключевого элемента реализуемой системы связи. 12
Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение "Радиотехнический колледж" СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! ВАШИ ВОПРОСЫ? Выполнил: студент Хюнгзберг П. Г. , 3 г. о. , гр. 323 Научный руководитель: Малыгин Д. В. 13 S
Скачать презентацию Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Радиотехнический колледж
петер.pptx