Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2016

можно считать, что элементная база составляет 63–73% от стоимости мо- дуля АФАР с выходной мощностью более 1 Вт. Причем уже в 2005 г. была достигнута цена модуля $310 (X-диапазон), то есть за 2 года цена снижена почти в 2 раза (рис. 11). В данном случае с учетом серийно- сти АФАР можно ожидать, что доля стоимости элементной базы при серийном производстве будет возрастать до 80–85% от общей цены. Косвенно подтверждают эти данные сведения (табл. 6) о ценовых со- ставляющих АФАР радиолокацион- ной станции морского базирования [18] (в стоимость АФАР включены цифро-аналоговые преобразова- тели). Высокая цена канала АФАР сле- дует и из данных, приведенных в статье [23] о стоимости условного 1 м 2 полотна пассивной и активной ФАР. Данные [23] относятся к ра- диолокационным станциям с высо- кой мощностью излучения (мощ- ность примерно 2 кВт). Представленный краткий обзор по- казывает, что опыт разработки и це- новые оценки мощных радиолока- ционных АФАР следует очень кри- тично использовать при анализе до- стижимых ценовых параметров АФАР для систем связи. По крайне мере, некорректны прямые ссылки о высоких ценовых параметрах АФАР для систем связи на основе данных о радиолокационных АФАР. Кроме того, можно предположить ощутимый прогресс в части сниже- ния стоимости АФАР. За три года цена элементной базы снизилась примерно в 2 раза (рис. 11). О ценовых параметрах антенных решеток для приема ТВ Применение фазированных решеток для приема спутникового ТВ не по- лучило активного развития. Однако примеры реализации таких антенн известны и дают дополнительные сведения для наших оценок. Напри- мер, еще в конце 1990-х гг. компа- ния Matsushima Electriv Works предложила на рынке приемные пассивные антенные решетки в диа- пазоне Ku [20]. Исходя из данных [20], можно дать нормированную оценку стоимости излучающего по- лотна (без фазовращателей). Это значение примерно составляет δ = $ 0,021 за 1 см 2 излучающего полотна. Сегодня такие антенны выпускает, например, компания Selfsat. Наибо- лее простая антенна размером 54,7х27,4 см стоит 94 евро (включая LNB). За вычетом стоимости LNB (примерно 20 евро) можно дать оценку увеличения себестоимости, связанной с самой конструкцией ан- тенны и диаграммообразующим устройством. Увеличение цены за счет конструкции и диаграммообра- зующего устройства составляет ∆ = $50 для небольших антенн (менее 0,6 м) при серийном производстве. В результате для фазированной ан- тенной решетки применительно к абонентскому терминалу LEO-HTS (приемной или передающей) стои- мость излучающего полотна с уче- том конструкции примем С пr = δ S r + ∆ /2 =0,021S r + 25, С пt = δ S t + ∆ /2 =0,021S t + 25 (9), где С п = С пr + С пt – стоимость из- лучающего полотна вместе с кон- струкцией, $. В (9) принято, что стоимость кон- струкции ∆ равномерно разделена между приемной и передающей АФАР (ФАР), поскольку они объ- единены в абонентском терминале в единую конструкцию. О ценовых параметрах фазовращателей Основным элементом, который при- сутствует в любой традиционной фазированной антенной решетке (не рассматриваются цифровые АФАР или антенные решетки, заявленные компанией Kymeta [21, 22]) любого назначения, является дискретный фазовращатель. В [23] представ- лены сведения о ценовых парамет- рах пассивных ФАР, используемых в крупных РЛС (излучаемая мощ- ность более 2 кВт). Особенностью в данном случае является условие до- статочно высокой мощности и мини- мально возможных потерь. Каналы выполнены с использованием ферритовых фазовращателей и PIN-диодных фазовращателей. Как следует из этих данных, цена ферритового фазовращателя в диа- пазоне Ku/Ka составляет не менее $15–20, а цена фазовращателей на PIN-диодах существенно выше (табл. 7). Дополнительные ценовые параметры приведены в исследова- тельских отчетах компаний США [24] по разработке фазовращетелей на основе сегнетодиэлектриков и фа- зовращателей типа MEMS (табл. 8). Примерно 10 лет ряд организаций и компаний США (US Army CERDEC, US Army Research Labo- ratory, US Army AMRDEC, Agile RF, Inc., Raytheon Space & Airborne Systems) проводили исследования по созданию и серийному производству сегнетоэлектрических и MEMS-фа- зовращателей применительно к ис- пользованию в АФАР. По данным [24], достигнуто снижение цены фа- зовращателя с $50 до $10. Общие затраты на НИОКР, включая техно- логическую подготовку производ- ства, составили $134 млн. При этом производственные мощности превос- ходят потребности в 10 раз. От- мечено, что фазовращатели MEMS получились с достаточно низкими потерями, что позволило их приме- нить в пассивных ФАР. Работы про- должаются в рамках военных про- грамм США (Warfighter Information Network – Tactical (WIN-T) и Future Combat Systems (FCS). Эти данные уже могут быть приняты во внимание при оценке достижимых ценовых параметров АФАР для си- стем связи. 22 Тип фазовращателя Вносимые потери, дБ Цена, $ GaAs FET 6–10 40 PIN Diode 2 40 MEMS 2 10 С равнение фазовращателей в X-диапазоне [8] Таблица 8 Мощность излучения, Вт Цена 0,03 < P < 0,1 $30 0,1 < P <1 $50–100 P > 1 Более $100 Ц ена приемо-передающего канала [27], включая фазовращатели Таблица 9