Специальный выпуск. Каталог «Спутниковая связь и вещание 2020»

76 и достаточно несколько Кбит/с для подачи команд. При этом передача данных может быть цикличной, то есть не требуется непрерывной пе- редачи информации. Для реализации низкоскоростных межспутниковых радиолиний целе- сообразно использовать диапазоны частот ниже 6 ГГц, что существенно упрощает реализацию аппаратуры и обеспечивает их достаточный энер- гетический потенциал (таблица 1). Анализ диапазонов, указанных в таблице 1, показывает, что каждый из них имеет свои особенности при- менения для задачи контроля и управления низкоорбитальными нано- и микроспутниками с учетом применения радиоэлектронных средств (РЭС) разнообразных служб, предусмотренных в этих диапазонах. Например, в диапазоне 1164–1300 МГц расположены нави- гационные сигналы, но имеются от- носительно доступные участки, на- пример полоса частот 1294– 1300 МГц (выше сигнала E6 си- стемы Galileo). В диапазоне частот 410–420 МГц работают РЭС международной кос- мической станции МКС [7]. Высота орбиты МКС от 333 до 460 км с на- клонением до 60 град. Отметим, что ограничение на дальность межспут- никовой радиолинии 5 км, которое ранее имелось в примечании 5.268 РР в 2016 г., снято. Однако сохра- нено условие, что уровень плотно- сти потока мощности на поверхно- сти Земли в надире допускается не более -153 дБВт/кв. м в любой по- лосе частот 4 кГц. При этом не предполагается защита от помех со стороны РЭС наземных фиксированных и по- движных служб. В каче- стве таких РЭС в SA.2162 приняты назем- ные станции сети по- движной связи с ЭИИМ до 32 дБВт в полосе 16 кГц для базовых стан- ций и до 25 дБВт в 16 кГц дя мобильных. Показано, что при уровне помехи -140 дБВт/МГц на входе изотропной ан- тенны (усиление 0 дБи) практически не ощуща- ется ее мешающее воздей- ствие для работы РЭС МКС [7]. Наиболее предпочтитель- ным для системы конт- роля и управления нано- и микроспутниками является диапа- зон 410–420 МГц, поскольку для каналообразования может быть при- менена технология LoRa. Для реа- лизации такого решения имеется элементная база, например, чипы SX1276-1278 (выходная мощность в линейном режиме 25 мВт, в насы- щении до 100 мВт при потреблении менее 0,45 Вт). При этом про- граммными средствами могут быть установлены диапазоны частот, по- лосы частот каналов, излучаемая мощность и требуемый коэффици- ент расширения (SF). Максималь- ный объем полезной информации в одном пакете от 1 байта до 255 байт. По сути, применение технологии LoRa позволяет реализовать идею “гибкой полезной нагрузки спут- ника”. Например, для снижения уровня создаваемых помех имеется возможность дискретно снижать мощность передатчика и/или уменьшать дискретность передачи пакетов, переназначать полосы ча- стот и частотные номиналы кана- лов, изменять параметры сигналь- ной кодовой последовательности. Достигается “гибкость” за счет пол- ной обработки сигнала и его регене- рации на борту. Э нергетика радиолиний Для оценки энергетики межспутни- ковых радиолиний примем пара- метры приемопередающего модуля, устанавливаемого на нано- или мик- роспутнике (таблица 2), исходя из условия, что его потребление должно быть не более 0,5 Вт, а масса не более 0,3 кг. И ллюстрация системы контроля и управления нано- и микроспутниками Рис. 5 Таблица 2 Параметр Значение Примечание Диапазон частот, МГц 410-420 Мощность передатчика, Вт максимум 0,1 Ограничение цикличности 1% минимум 0,05 Нет ограничения Усиление антенны, дБи максимальное 0 Поляризация круговая, при низких углах минимальное -6 вырождается в линейную Температура шума, К 740 Без учета шумов антенны Полоса частот канала, кГц 250 Диапазон изменения 7,8 Кбит/с…500 Кбит/c СКК канала LoRa С/N = -5 дБ…-20 дБ П араметры приемопередающего модуля нано-/микроспутника Таблица 3 Параметр Значение Примечание Диапазон частот, МГц 410–420 Число лучей 4 В секторе примерно 150х150 град. Мощность передатчика луча, Вт 0,1 На входе антенны Усиление антенны, дБи максимальное +8 Поляризация круговая минимальное +4 Температура шума, К 1200 С учетом шумов антенны Полоса частот канала, кГц 250 СКК канала LoRa С/N = -5дБ…-20дБ П араметры приемопередающего модуля релейного спутника