CC BY
87<Тешетневс^ие чтения. 2016
Во фрактальном сжатии используется принципиально новая идея - не близость цветов в локальной области, а подобие разных по размеру областей изображения. Это, безусловно, наиболее прогрессивный подход на сегодняшний день. Алгоритм ориентирован на полноцветные изображения и изображения в градациях серого цвета.
Недостатком этого алгоритма является потребность в больших вычислительных мощностях при архивации.
Фактически это первый существенно несимметричный алгоритм. Причем если у всех предшествующих алгоритмов коэффициент симметричности (отношение времени архивации ко времени разархива-ции) не превышает 3, то у фрактального алгоритма он колеблется от 1 000 до 10 000.
Библиографические ссылки
1. Ватолин Д., Смирнов М. Методы сжатия данных: Сжатие изображений. URL: http://www.compression.ru/book/part2/part2_3.htm.
2. Уэлстид С. Фракталы и вейвлеты для сжатия изображений в действии. М. : Триумф, 2003. 360 с.
3. Шарабайко М. Реализация алгоритма фрактального сжатия для цветных изображений. URL: http://www.fic.bos.ru/solutions/FractalCodecYV24.php.
4. Свободная энциклопедия Википедия, Фрактал. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Фрактал.
References
1. Vatolin D., Smirnov M. Data compression methods: Compress images. URL: http://www.compression.ru/ book/part2/part2 3.htm.
2. Uelstid S. Fractals and wavelets for image compression in action. M. : Publisher TRIUMPH, 2003. 360 р.
3. Sharabayko M. The implementation of the algorithm of fractal compression for color images. URL: http://www.fic.bos.ru/solutions/FractalCodecYV24.php.
4. The free encyclopedia Wikipedia, fractal. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Фрактал.
© Богданов А. Ф., Потемкин H. A., 2016
УДК 621.396.67
МИКРОПОЛОСКОВАЯ КВАЗИОПТИЧЕСКАЯ ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА Ku-ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ПОДРЕШЕТКИ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА
А. А. Былов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Разработана структура квазиоптической фазированной антенной решетки на основе подрешетки отражательного типа в печатном исполнении. Кратко описаны преимущества и конструктивный синтез планар-ных отражательных антенных решеток. Приведены рассчитанные посредством электродинамического моделирования в САПР CST MWS электрические и направленные характеристики разработанной антенной системы.
Ключевые слова: фазированная антенная решетка, ячейка Флоке, диаграмма направленности, облучатель, квазиоптическая антенна, фазовращатель.
MICROSTRIP QUASI-OPTICAL PHASED ARRAY ANTENNA OF Ku-BAND BASED ON SUBARRAY REFLECTIVE TYPE
A. A. Bylov
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
The object of this paper is to develop quasi-optical phased array antenna of Ku-band. This antenna is based on the antenna reflectarray. The benefits and the constructive synthesis of the planar antenna reflectarrays are described briefly. The resulting radio characteristics of designed antenna reflectarray are calculated in the CAD CST MWS and they are given in closing part of the article.
Keywords: phased antenna array, Floquet cell, directivity pattern, antenna feed, quasi-optical antenna, phase shifter.
Современные фазированные антенные решетки (ФАР) являются многофункциональными антенными системами и находят все более широкое применение в
различных областях науки и техники. Однако для создания остронаправленного излучения традиционная ФАР должна иметь большое количество излуча-
Системы управления, космическая навигация и связь
телеи, что неминуемо ведет к высокому уровню потерь энергии в системе возбуждения и удорожанию антенноИ системы в связи с применением высокоэффективных усилителеИ, компенсирующих потери энергии.
ФАР с оптическим питанием (квазиоптические антенны) позволяют избавиться от данных недостатков. Такие системы, особенно в печатном исполнении, привлекают внимание разработчиков простотоИ конструкции, малым уровнем потерь энергии из-за отсутствия фидерного тракта питания, низкоИ стоимостью. Особенно привлекательными становятся планарные отражательные антенные решетки (ОАР), которые удобны тем, что имеют малыИ вес и могут быть конформными, что позволяет располагать их конструкцию, например, в обшивке либо на наружноИ поверхности космических, летательных аппаратов, не нарушая их аэродинамических своИств.
В ОАР функции излучателя и фазовращателя объединены в одном элементе. Такая ОАР по-другому еще называется спирафазноИ [1].
Важным шагом в построении спирафазноИ ОАР является выбор отражательного элемента. Можно выделить следующие главные критерии, которые влияют на выбор конфигурации данного элемента: фаза отраженноИ электромагнитноИ волны, рабочая полоса частот, ширина ДН.
Зависимость фазы отраженноИ электромагнитноИ волны от геометрических размеров отражательного элемента должна быть определена максимально точно. Распространенным методом расчета является использование модели бесконечноИ эквивалентноИ волноводноИ ячеИки - ячеИки Флоке [2-3]. Расчет фазовых характеристик в данном случае проведен с помощью САПР CST MWS. Интервал между соседними элементами ОАР выбран из условия отсутствия дифракционных лепестков в диаграмме направленности [4-5].
Структура разработанноИ спирафазноИ ОАР в печатном исполнении, выступающеИ в качестве подре-шетки с коническим облучателем, изображена на рис. 1.
Рис. 1. Конфигурация спирафазной подрешетки: а - изометрический вид; б - вид в плоскости рефлектора
В качестве материала использован диэлектрик Rogers 4003. Направленные свойства рассчитанной подрешетки в частотном диапазоне от 13 до 15 ГГц приведены на рис. 2.
Общий вид квазиоптической ФАР на основе вышеприведенной спирафазной подрешетки показан на рис. 3.
4;jk: I си Г1 i L
Рис. 2. Максимальный коэффициент усиления (КУ)
Рис. 3. ОбщиИ вид квазиоптическоИ ФАР
Диаграмма направленности спроектированноИ ФАР с оптическим питанием на частоте 13 ГГц приведена на рис. 4.
Рис.4. ДН в Е-плоскости
Как правило, с ростом частоты сечение облучателя уменьшается обратно пропорционально. На высоких частотах возникает проблема ограничения передающей мощности сигнала в облучателе из-за возможности возникновения пробоя. Предложенная ФАР позволяет эту проблему решить за счет применения четырех конических облучателей, суммарная мощность в пространстве которых подымет энергетику радиолинии. Согласно рис. 4 максимальный коэффициент усиления составляет не менее 29 дБ. В некоторых случаях такие ФАР способны по своим направленным свойствам и массогабаритным показателям составить конкуренцию параболическим зеркальным антеннам (ПЗА).
Библиографические ссылки
1. Обуховец В. А., Касьянов А. О. Микрополоско-вые отражательные антенные решетки. Методы проектирования и численное моделирование. М. : Радиотехника, 2006. 240 с.
2. Feng-Chi E. Tsai, Bialkowski M. E. Designing a 161-element ku-Band microstrip reflectarray of variable
Решетневс^ие чтения. 2016
size patches using an equivalent unit cell waveguide approach//IEEE transactions on antennas and propagation. 2003. Vol. 51, № 10. P. 2953-2962.
3. Vardaxoglou J. Frequency selective surfaces. A John Wiley & Sons, New Jersey. 1997. 284 p.
4. Huang J., Encinar A. Reflectarray antennas. A John Wiley & Sons, New Jersey. 2007. 216 p.
5. Разработка и исследование отражательной антенной решетки для сетей дуплексной спутниковой связи / E. А. Литинская, С. В. Поленга, Ю. П. Саломатов // Доклады ТУСУРА. Томск, 2011. № 2. С. 214-218.
References
1. Obuhovec V. A., Kas'janov A. O. Mikropoloskovye otrazhatel'nye antennye reshetki. Metody proektirovanija i chislennoe modelirovanie [Microstrip reflective arrays.
Methods of designing and numerical modeling].Moscow, Radiotehnika publ., 2006. 240 p.
2. Feng-Chi E. Tsai, Bialkowski M. E. Designing a 161-element Ku-band microstrip reflectarray of variable size patches using an equivalent unit cell waveguide approach//IEEE transactions on antennas and propagation, 2003. Vol. 51, № 10. P. 2953-2962.
3. Vardaxoglou J. Frequency selective surfaces. A John Wiley & Sons, New Jersey. 1997. 284 p.
4. Huang J., Encinar A. Reflectarray antennas. A John Wiley & Sons, New Jersey. 2007. 216 p.
5. Litinskaya E. A., Polenga S. V., Salomatov Y. P. [Influence of cells parameters on the characteristics of reflect array] // Doklady TUSURa [TUSUR resulting]. Tomsk, 2011. № 2. P. 214 - 218 (In Russ.).
© EbmoB A. A., 2016
УДК 621.396.946
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ДОСТУПА К СЕТИ ИНТЕРНЕТ С МАЛЫМИ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ НА НЕГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ
М. В. Валов, В. В. Головков*, И. С. Тарлецкий, И. И. Зимин, С. H. Леонов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected]
Проведены исследования перспективной отечественной системы спутниковой связи на базе орбитальной группировки малых космических аппаратов на средней круговой орбите, рассмотрены различные конфигурации малых космических аппаратов и средств выведения.
Ключевые слова: система спутниковой связи, космический аппарат, орбитальная группировка, средняя круговая орбита.
FUTURE DEVELOPMENT OF DOMESTIC SATELLITE SYSTEM OF HIGH-SPEED INTERNET ACCESS WITH SMALL NON-GEOSYNCHRONOUS SPACECRAFT
M. V. Valov, V. V. Golovkov*, I. S. Tarleckiy, I. I. Zimin, S. N. Leonov
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation *E-mail: [email protected]
This research is about perspective of the domestic satellite communication systems based on the constellation of small satellites on medium circular orbit; it considers various configurations of small satellites and launch vehicles.
Keywords: personal satellite communications, middle circular orbit, small spacecraft, launch vehicles spacecraft.
Основные принципы построения системы. В
настоящее время в мире наблюдается тенденция развития спутниковых телекоммуникационных систем с малыми космическими аппаратами на низких или средневысотных круговых орбитах.
Примером таких систем могут служить американские системы оЗЬ и OneWeb, европейская система Megaconstellation.
Основными преимуществами данных систем перед геостационарными системами связи являются лучшая энергетика радиолиний и меньшие задержки сигнала, а также возможность обслуживания полярных районов Земли. Поэтому актуальным является создание отечественной телекоммуникационной системы на базе орбитальной группировки (ОГ) из малых космических аппаратов, функционирующих на низких или
