Разработка и проектирование бортового усилителя мощности радиосигнала УКВ-диапазона для беспилотного летательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Системы управления, космическая навигация и связь

Библиографические ссылки 2. Балковой Н. Н. Цифровая модель управляющего

1. Пат. 2291552 Российская Федерация, МПК H 02 двигателя-маховика // Электромеханические ^(Зрт-

P 6/08. Устройство для регулирования частоты вра- зователи энергии : материалы V Юбил. междугар.

щения электродвигателя / Ю. Е. Муравяткин, С. В. нау^теж. к°нф., посвящ. памяти Г. А.. Сипайлова /

Редькин, А. С. Авдиевич ; патентообл. ФГУП «НПЦ Том. политехн. ун-т. Томск : Изд-во Том. политехн.

«Полюс» ; опубл. 10.01.2007. ун-та, 2011. С. 275-280.

N. N. Balkovoy, Yu. E. Muravyatkin, V. P. Lyanzburg JSC «Scientific-Production Center «Polus», Russia, Tomsk

CONTROLLING DYNAMIC TORQUE OF THE REACTION WHEEL

Reaction wheel dynamic torque control method is suggested, which allows to exclude influence of the resistance moment on the output device characteristics. The method is developed on the base of electric drive with phase synchronization. Etalon digital model of the reaction wheel as a source of a master phase and frequency, and also the additional loop carrying out function of initial synchronization integrators of the model with real target coordinates of the drive are applied.

© Балковой Н. Н., Муравяткин Ю. Е., Лянзбург В. П., 2012

УДК 621.39

T. Н. Батурин, Н. М. Боев Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

РАЗРАБОТКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БОРТОВОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ РАДИОСИГНАЛА УКВ-ДИАПАЗОНА ДЛЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Описывается процесс проектирования и разработки бортового усилителя мощности радиосигнала передатчика УКВ диапазона беспилотного летательного аппарата. Составлена структурная схема, перечислены требования к устройству, представлена реализация устройства в программе Altium Designer.

К современным системам связи с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) предъявляется ряд жестких требований, что заставляет создавать комплексы связи с повышенной отказоустойчивостью. Одним из способов повышения надежности бортового комплекса связи БПЛА является комплексирование систем связи [1]. При этом несколько систем связи, работающих в различных диапазонах длин волн, работают под управлением центрального вычислителя, который осуществляет распределение потока данных между каналами связи и управляет системой резервирования. Как правило, комплекс связи включает в себя приемопередающую аппаратуру разных диапазонов, одним из них является диапазон УКВ. Одним из важнейших узлов системы связи является усилитель мощности передатчика [2]. Структурная схема предлагаемого усилителя мощности представлена на рис. 1.

Предварительная фильтрация сигнала осуществляется фильтром на ПАВ. Питание усилителя обеспечивается при помощи импульсного преобразователя напряжения с ограничением по току. Управление источником питания осуществляется микроконтроллером ATmega328. В процессе работы устройства происходит непрерывный контроль напряжений питания

и смещения, тока потребления и температуры усилителя. Управление устройством осуществляется при помощи дифференциального полудуплексного интерфейса RS485. В устройстве заложена возможность работы как в линейном режиме (передача сигналов с квадратурно-амплитудной модуляцией, OFDM), так и в нелинейном режиме (передача сигналов с частотными видами манипуляции).

Рис. 1. Структурная схема усилителя мощности радиосигнала бортового передатчика УКВ-диапазона БПЛА

Решетневскце чтения

Разработанный усилитель мощности находится на этапе интеграции в бортовую аппаратуру БПЛА «Гамма» (рис. 2).

Библиографические ссылки

1. Боев Н. М. Анализ командно-телеметрической радиолинии связи с беспилотными летательными аппаратами // Вестник СибГАУ. Вып. 42. С. 86-91.

2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М. : Вильямс, 2003.

T. N. Baturin, N. M. Boev Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

DESIGN AND DEVELOPMENT OF UHF POWER AMPLIFIER FOR UAV

The design and development of on-board RF power amplifier of UAV UHF transmitter is described. Block diagram is proposed, features are described, and amplifier realization in Altium Designer software is presented.

© Батурин Т. Н., Боев Н. М., 2012

УДК 621.3:34

А. В. Гордеев ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

А. С. Сидоров

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ В ШУНТОВОМ СТАБИЛИЗАТОРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Рассматриваются результаты имитационного моделирования в пакете P-Spice динамических режимов в шунтовом стабилизаторе напряжения с уточненной имитационной моделью солнечной батареи.

Для стабилизации выходного напряжения солнечной батареи (СБ) в системах электропитания (СЭП) геостационарных КА широкое применение нашли шунтовые стабилизаторы (ШС) напряжения короткого замыкающего типа, которые имеют минимальный набор компонентов, не требуют дросселя для сглаживания пульсаций выходного тока, что обуславливает их хорошие удельные характеристики [1]. Однако, в связи с переходом на современные солнечные батареи на основе трехкаскадных (GaInP/GaAs/Ge) солнечных элементов (СЭ), у которых паразитная емкость больше емкости ранее использовавшихся кремниевых СБ, возросли потери в системе СБ - кабельная линия (КЛ)-ШС. Для оценки и дальнейшей оптимизации потерь в системе стабилизации напряжения СБ необходима математическая модель, которая адекватно будет отражать динамические процессы в данной системе.

Традиционно модель панели СБ вне зависимости от материала изготовления и количества каскадов представляется в виде нелинейного источника тока с

эквивалентной емкостью, которая характеризует заряд, накапливаемый/отдаваемый СБ при переходе из точки короткого замыкания (КЗ) в оптимальную точку. Однако панель СБ состоит из нескольких параллельно включенных ветвей, а каждая ветвь, в свою очередь, состоит из последовательно включенных СЭ. При этом на случаи выхода из строя или затенения параллельно каждому СЭ включен шунтирующий диод. А из-за неизбежного разброса токов короткого замыкания элементов в разных ветвях требуется включение последовательно с каждой ветвью блокирующего диода.

Электроэнергия СБ поступает к ШС, расположенному в корпусе КА, через токоотводы (токосъемные кольца), которые обладают некоторым сопротивлением. Таким образом, в составе реальной СБ имеется ряд пассивных элементов, которые являются источниками рассеивания мощности, генерируемой СЭ.

Эквивалентная схема системы СБ-КЛ-ШС представлена на рис. 1.