CC BY
41Решетневскце чтения
A. S. Orlov, S. A. Orlov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
ON SOME ANALYSIS ASPECTS OF S/C EQUIPMENT
This article provides mechanical analysis of spacecraft equipment with using the finite element modeling and approaches allowing to apply Miles formula to evaluate a response of the spacecraft equipment to exposure the random vibration and shock loads.
© Орлов А. С., Орлов С. А., 2011
УДК 621.396.677
А. С. Першин, Ю. И. Сошенко
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
МНОГОЛУЧЕВЫЕ АНТЕННЫ С КЛАСТЕРНОЙ СХЕМОЙ
Рассмотрены варианты построения облучающих решеток многолучевых антенн по принципу «кластер-луч».
Быстрое развитие современных систем связи требует искать новые возможности увеличения качества обслуживания и быстродействия спутниковых систем связи. Первым шагом стала разработка многолучевых антенн (МЛА), построенных по схеме «облучатель-луч», которые позволили формировать набор узких высокоэнергетических лучей в заданной зоне обслуживания (ЗО). Каждому лучу антенны соответствовал свой облучатель антенны. Однако поиски дальнейшего увеличения уровня сигнала в ЗО не прекращались. Следующим этапом стала разработка новых схем построения антенно-фидерных систем многолучевых антенн на основе кластерной схемы облучающей решетки антенны [1].
Приведены варианты построения облучающих решеток на основе кластерных схем, а также результаты моделирования данных антенн.
В отличие от МЛА, построенных по схеме «облучатель-луч», в кластерной схеме каждый луч антенны формируется семеркой облучателей. Использование кластера позволяет формировать более узкую ДН на рефлектор антенны, что уменьшает перелив энергии за апертуру рефлектора и улучшает коэффициент использования поверхности (КИП) рефлектора. Схема АФУ таких антенн построена на основе направленных ответвителей и фазовращателей. Ответвители и фазовращатели спроектированы таким образом, чтобы обеспечить требуемое амплитудно-фазовое распределение на облучателях. Графическое представление двух схем построения кластерной облучающей решетки приведено на рисунке.
Для сравнения представленных кластерных схем облучающих решеток между собой, а также с классической схемой «облучатель-луч», в ПО GRASP проведено моделирование и расчет РТХ данных антенн. Антенны должны формировать набор из семи лучей шириной 1х 1°, рабочая частота антенны 20 ГГц.
Принцип формирования лучей в кластерной схеме облучающей решетки МЛА: схема 1 + 1, каждый облучатель решетки участвует в формировании двух лучей (слева); схема 1 + 6, каждый облучатель решетки участвует в формировании семи лучей (справа)
Результаты моделирования антенн сведены в таблицу.
Сравнение характеристик антенн
Тип схемы АФУ Количество облучателей КУ в ЗО
Облучатель-луч 7 36,3 дБ
Кластерная 1 + 1 37 40,3 дБ
Кластерная 1 + 6 19 40,6 дБ
Геометрические параметры антенн следующие.
Схема «облучатель-луч»: диаметр рефлектора -900 мм; фокусное расстояние - 900 мм; клиренс - 40 мм.
Кластерная схема 1 + 1: диаметр рефлектора -1 100 мм; фокусное расстояние - 1 100 мм; клиренс -70 мм.
Кластерная схема 1 + 6: диаметр рефлектора -1 100 мм; фокусное расстояние - 1 800 мм; клиренс -50 мм.
Рассчитанные варианты многолучевых антенн, построенных по кластерной схеме, позволяют получить увеличение КУ в ЗО на 4 дБ по сравнению с классической схемой «облучатель-луч». Однако стоит отме-
Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты
тить, что платой за увеличение уровня сигнала в ЗО стало увеличение габаритов антенн, количества излучателей решетки, а, следовательно, и увеличение мас-согабаритных показателей антенны.
Для реализации кластерной схемы необходима разработка сложной диаграммо-образующей схемы (ДОС), что также приведет к увеличению срока разработки антенны и возрастанию ее конечной стоимо-
сти. Конечный выбор типа построения схемы АФУ для многолучевых антенн будет зависеть от требова -ний, предъявляемых к антенне.
Библиографическая ссылка
1. Volakis J. L. Antenna Engineering Handbook. 4th ed. 2007.
A. S. Pershin, Yu. I. Soshenko JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
MULTIPLE-BEAM ANTENNAS WITH CLUSTER CIRCUIT
The article considers an alternative design of array for multiple-beam antennas with cluster circuit.
© nepmHH A. C., Comemo M. H., 2011
УДК 629.783
Л. А. Семенова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РЫНКА ПУСКОВЫХ УСЛУГ РОССИИ
Представлены обзор состояния рынка пусковых услуг России, проблемы и перспективы развития парка средств выведения космических аппаратов. Сформулированы возможности сохранения за Россией коммерческого рынка пусковых услуг.
Рынок пусковых услуг является одним из существенных сегментов международного космического рынка. Индустрия производства ракет-носителей (РН) и космических аппаратов (КА) инициировала переход к коммерческим отношениям между организациями-заказчиками, организациями, изготавливающими КА, и организациями, обеспечивающими их запуск. Это способствовало появлению с конца 70-х гг. XX в. коммерческого рынка полезных нагрузок, а также рынка пусковых услуг по выводу КА на различные орбиты.
Рынок пусковых услуг зависит от двух основных факторов: спроса на пуски создаваемых КА и возможностей космических ракетных комплексов, определяемых парком средств выведения и пропускной способностью наземных средств обеспечения запусков.
В настоящее время РН, способные доставить на низкую околоземную орбиту грузы массой до 20 т, успешно эксплуатируют США (ААа8-У, БеИа-1У), Россия («Протон»), Европа (Апапе-5), Япония (Н-11А), Китай (С2-5). Интенсивную работу в этом направлении осуществляют Индия и Южная Корея.
Задача создания перспективных средств выведения КА сформулирована в Федеральной космической программе России на 2006-2015 гг. Сохранению позиций страны на рынке пусковых услуг должно спо-
собствовать наличие семейства РН, ориентированных на обслуживание достаточно широкого диапазона масс и целевых орбит КА.
Наибольшее количество КА (39 %) эксплуатируются на геостационарной орбите (ГСО) [1]. В России для вывода на ГСО используется РН «Протон-М»» с разгонным блоком «ДМ» или «Бриз-М». Кроме того, РН «Протон-М» выводит на высокую круговую орбиту (20 тыс. км) КА навигационной системы ГЛОНАСС. С 2013 г. Россия начнет отказываться от РН «Протон». Замену «Протону» в коммерческих миссиях связывают с космическим ракетным комплексом (КРК) «Ангара», новым поколением носителей на основе универсального ракетного модуля (УРМ) с кислородно-керосиновыми двигателями РД-191. Одна из причин отказа от РН «Протон» - это то, ракета работает на ядовитом топливе (в настоящее время ядовитые виды топлива по сравнению с экологически чистыми в тяжелых РН обеспечивают максимальную тягу на определенном режиме работы). По заявлению главы Роскосмоса, «если ракеты „Протон" убрать, мы получим остановку запусков аппаратов военного и двойного назначения, а коммерческие запуски остановятся на 50 %».
Семейство РН «Ангара» - это носители четырех классов: от легкого до тяжелого в диапазоне грузо-
