CC BY
145
Секция «Проектирование и технология электронных сетей»
УКТР
Блок 1
Data IN
Data OUT
VCC (+)
GND (-)
Блок 2
Data IN
Data OUT
VCC (+)
GND (-)
MAX2 32
Стабилизатор питания
+5В
МКУ
MAX2 32
Стабилизатор питания
+5В
МКУ
é ь Датчик 1
л ь
Датчик 2
г—:
Датчик 16
Датчик 1
Датчик 2
Датчик 16
4 '
Структурная схема УКТР
Блок 1 и Блок 2 идентичны. Связи между ними нет, каждый работает независимо и управляет своими термодатчиками, а так же имеет собственный выход на интерфейс связи. Примененное поблочное резервирование позволило добиться увеличение надежности за счет распределения нагрузки на два независимых контролера. Кроме поблочного резервирования устройств на плате, так же производится активное резервирование самих термодатчиков, что позволит уменьшить риск появления «слепых пятен» системы, то есть участков системы с неработоспособными термодатчиками.
УКТР выполнен в виде одной печатной платы, размеры которой не превышают 100x100x5 мм. Потребляемая мощность составляет менее 0,5 Вт, а масса не более 100 г. Устройство может обслуживать до 32 термодатчиков сохраняющих работоспособность на удалении до 50 м, что позволяет легко интегрироваться в существующие спутниковые аппараты.
© Арбатский И. В., Назаров Г. Г., 2010
УДК 621.311
К. А. Гречаник, В. Н. Докучаев, А. А. Исько Научный руководитель - В. Х. Ханов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОБРАБОТКА СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ
В последние несколько лет активно исследуется новое направление в области радиоэлектроники и радиоинженерии - технология СШП (абр. сверхширокополосный, в английской литературе иЖБ). Изучаются методы излучения, приема, обработки, создание антенн для излучения СШП сигналов.
Целью данной работы является сбор и анализ информации относительно технологии СШП; разработка программных методов обработки СШП сигналов; разработка и непосредственная реализация приемо-передающего устройства UWB сигнала на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Большинство современных систем беспроводной связи, применяемых в повседневной жизни используют технологию излучения и приема узкополосных сигналов (Wi-Fi, BlueTooth и т. д.). Эти системы имеют существенные недостатки, такие как слабая помехоустойчивость, высокое энергопотребление, а
также низкая скорость передачи данных (особенно технология BlueTooth). Эти проблемы решаются путем замены традиционных систем узкополосной связи на широкополосную и сверхширокополосную.
Основная идея технологии заключается в использовании сверхширокополосного сигнала для передачи информации при помощи импульсно-кодовой модуляции. На рисунке схематично показан сверхширокополосный сигнал во временной области, а также приведен его спектр.
UWB-передатчик посылает в пространство импульс длительностью в нескольких наносекунд. Известно, что чем короче длительность импульса - тем
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
шире спектр сигнала. У UWB сигналов ширина спектра достигает десятки ГГц. Под бытовые нужды выделена полоса частот между 3,1 ГГц и 10,6 ГГц, плотность ниже -41дБл/МГц. Модуляция подобных сигналов осуществляется путем изменения периода следования импульсов, отсчитываясь от базового импульса.
Временная форма и спектр импульса (3) длительностью 3 нс с центральной частотой 4 ГГц
На данный момент наиболее эффективна модуляция, путем уплотнения сигнала с ортогональным частотным разделением (OFDM). Сущность данного подхода заключается в то, что OFDM-модуляция сигнала производится в полосе порядка 500 МГц, а затем с помощью аналогового гетеродина перено-
сится на центральную частоту того поддиапазона, в котором в данный момент ведется передача.
Данная технология позволяет добиться высокоскоростного беспроводного подключения в системах WLAN и WPAN. На данный момент инженерами корпорации Intel достигнута скорость передачи данных 480 Мбит/с. При этом СШП сигналы не «засоряют» эфир узкополосных сигналов, находящихся поблизости, так как уровень амплитуды спектральных составляющих находится на уровне шумов.
Технология СШП позволит подключать не только такие периферийные устройства как принтеры, мониторы, компьютерные мыши, но и устройства, требующие высокой скорости передачи - флэш-накопители, HD-DVD и Blue Ray плейеры, жесткие диски и т. д. В перспективе - создание беспроводных WLAN сетей, а также беспроводного высокоскоростного интернет соединения.
На данный момент нашей группой создан каскад фильтров сверхширокополосного сигнала с конечной импульсной характеристикой, обрабатывающих пакеты данных в заданных частотных диапазонах (от 3,1 до 10 ГГц). Фильтры созданы на основе ПЛИСов фирмы Altera corp. в программной среде Quartus II.
Подытоживая сказанное, подчеркнем, что применение СШП сигналов для создания систем WPAN массового использования представляется весьма перспективным и многообещающим подходом. Это утверждение подкрепляется тем количеством проектов построения UWB-систем от крупных компаний, основательно зарекомендовавших себя на рынке сетевых технологий. Проведенные к настоящему моменту исследования показывают возможности путей для создания беспроводной сети с небольшим покрытием и с высокой пропускной способностью, работающей в сложных физических условиях (помехи, многолу-чевость и т. д.). Однако для создания коммерческого продукта требуется отыскание компромиссов, учитывающих как потребности в скорости передачи данных, так и другие актуальные параметры, как стоимость устройства, энергопотребление, мобильность, электромагнитная совместимость и др.
© Гречаник К. А., Докучаев В. Н., Исько А. А., Ханов В. Х., 2010
УДК 621.311
В. Н. Докучаев, Д. О. Чибаков Научный руководитель - И. Я. Шестаков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЭФФЕКТИВНОМ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЕ
Рассмотрен механизм выделения дополнительного тепла в электронагревателе, схема которого приведена ниже.
В настоящее время проблема ресурсов энергии одна из актуальных, так как энергия образует основу всей деятельности человека и играет важную роль в поддержании его жизненного уровня.
Такие традиционные способы получения энергии, как атомная энергетика, гидро- и ветроэнергетика оказывают негативное влияние на окружающую среду (парниковый эффект, кислотные дожди,
