Комплексное проектирование бортового и наземного радиоэлектронного оборудования кубсатов

Программа имеет практико-ориентированный характер, позволяет слушателям реализовать полученные знания, навыки и компетенции для выполнения работ в области проектирования малых космических аппаратов. 

Профессиональная компетенция, полученная слушателями при освоении настоящей программы, необходима для выполнения следующих видов профессиональной деятельности:

• разработки конструкций бортовой и наземной радиоэлектронного оборудования (аппаратуры) (РЭО) космического назначения с учетом минимальных массово-габаритных характеристик космических аппаратов типа Кубсат для получения роста частот и скорости передачи целевой информации до 10 ГБит/с;
• технической эксплуатации бортовой аппаратуры и наземного сегмента для приема информации с Кубсатов и группировок на их основе;
• обеспечения заданных показателей функционирования оборудования в сложной электромагнитной обстановке с учетом низкобюджетной энергетической радиолинии.

В результате освоения программы слушатель должен: 

знать:

• основы построения радиоканалов «Борт - Земля» и «Борт - Борт»;
• основы формирования и изменения сигналов управления и целевой нагрузки с учетом модуляции, кодировки, протоколов передачи;
• методы проектирования радиоэлектронного оборудования для кубсатов;
• методы и средства обеспечения качества работы радиоэлектронного оборудования;
• принципы работы и взаимодействие комплексов бортового и наземного радиоэлектронного оборудования (РЭО).

 уметь:

• компоновать электронные схемы бортового и наземного радиоэлектронного оборудования кубсатов;
• моделировать электронные схемы бортового и наземного радиоэлектронного оборудования;
• выбирать методы и средства при конструировании радиоэлектронных компонентов с необходимыми свойствами;
• оценивать варианты решений при конструировании технических средств кубсатов.

Учебный курс разработан с учетом действующих профессиональных стандартов по направлениям:

• 25 Ракетно-космическая промышленность;
• 29 Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования;

Учебно-тематический план 

Тема 1.Определение и сферы применения кубсатов и иных малых космических аппаратов.

Основные вводные данные для проектирования БРЭО кубсатов. Кубсаты образовательного, научного и коммерческого назначения.

Тема 2. Каналы управления и передачи целевой информации.  

Особенности и проблемы проектирования БРЭО для высокоскоростной передачи целевой информации до скоростей 1-10 ГБит/с. Формирование облика и структуры комплекса БРЭО. Хронология применения частотных диапазонов. Построение БРЭО на основе современных технологий. Приемные и передающие бортовые устройства.  

Тема 3. Анализ методов проектирования.  

Передатчики, программно-аппаратные методики, использование массовых изделий для применения на кубсатах.

Тема 4. Производительность БРЭО.

Виды усилителей, усилители мощности, взаимосвязь с АФУ. Формирование сигналов, методы увеличения мощности сигналов на борту и в наземном сегменте.

Тема 5. Типология и проектирование бортовых АФУ.

Виды антенн. Особенности, преимущества и ограничения в применении антенн. Фазированные антенные решетки. Антенны нового поколения. Сопоставление антенн для эксплуатации на кубсатах.

Тема 6. Протоколы и стандарты связи по линиям «Борт - Борт» и «Борт - Земля».

Принцип работы протоколов передачи сигнала для передачи телеметрической информации и данных целевой нагрузки, в т.ч. в СВЧ диапазоне на высоких скоростях.

Тема 7. Наземный сегмент, наземная инфраструктура.

Конфигурации наземных станций. Инфраструктура наземной системы. Виды радиоэлектронного оборудования и особенности разработки в привязке к БРЭО кубсатов. Алгоритмы размещения наземных станций. Сети наземных станций для взаимодействия с группами и роями кубсатов с условием выбора орбитальных параметров. Представление взаимодействия между кубсатами и наземным сегментом.

Тема 8. Радиоканалы связи и передачи целевой информации.

Понятие энергетического бюджета: БРЭО, энергосистемы кубсата, радиоканала передачи целевой информации с кубсата. Расчет радиолиний, в т.ч. для СВЧ диапазонов.

Тема 9. Кодирование и модуляция радиоканалов «Борт - Земля» и «Борт - Борт».

Типология модуляций канала для передачи целевой информации. Скорости передачи данных в различных диапазонах частот. Алгоритмы кодирования и сжатия полезной информации с учетом различных видов модуляции и протоколов связи.

Тема 10. Анализ современных и проектирующихся БРЭО кубсатов.

Сетевая структура. Взаимодействие кубсатов с иными космическими аппаратами. Возможности современных технологий для проектирования БРЭО малоюнитных кубсатов. Проектирование кубсатов будущего с учетом новейших научно-технических разработок и стоимости проектирования