Бортовой радиокомплекс (БРК)

Организация радиосвязи

На всех этапах управления полетом КА, находящегося на орбите с максимальной удаленностью от поверхности Земли до ~ 20 тыс.км., бортовой радиокомплекс обеспечивает:

  • прием и выделение командно-программной информации (КПИ);
  • кодирование и передачу телеметрической информации (служебной и научной);
  • прием и ретрансляцию сигналов траекторных измерений (наклонной дальности и радиальной составляющей скорости КА);
  • декодирование, выделение и выдачу на исполнение ограниченного числа функциональных команд при возникновении нештатной ситуации в служебных системах КА.

Перспективные космические программы требуют создания бортовых радиокомплексов с меньшими габаритами, массами, энергопотреблением и более дешевых, чем их современные аналоги. Также учитываются рекомендации международного консультативного комитета ССSDS по параметрам радиосигналов (частотный диапазон, структура сигналов КПИ и ТМИ, методы модуляции и кодирования), что позволяет наиболее полно удовлетворять требованиям по унификации радиолинии и оптимального использования возможности существующей глобальной международной сети слежения за КА.

Наиболее сложной составляющей БРК является приемоответчик, который участвует в двусторонней связи КА с наземными станциями,

Приемоответчик обеспечивает прием высокочастотного сигнала от антенны, его усиление, частотное преобразование, демодуляцию, выделение цифрового потока КПИ и выдачу его для дешифрации, а также прием и выделение дальномерных сигналов. Приемоответчик принимает цифровую служебную и научную информацию, кодирует ее, формирует ответный высокочастотный сигнал малой мощности, модулирует его по фазе, Сигнал с выхода приемоответчика поступает на выход усилителя мощности для дальнейшей передачи через бортовую АФС на Землю.

В БРК возможны совмещения следующих режимов работы:

  • прием КПИ и передача ТМИ или НИ;
  • прием КПИ, передача ТМИ или НИ и измерение радиальной скорости;
  • измерение дальности и радиальной скорости.

Состав БРК.

 

В состав БРК входят:

  • три приемных устройства;
  • два передающих устройства;
  • два антенных переключателя, один - для переключения приемников, другой - для переключения передатчиков;
  • матрица на 32 ФК;
  • кодирующее устройство.

Приемники и передатчики БРК функционально и коструктивно выполняются в виде приемопередающей системы (ППС).

Конструктивно ППС состоит из приемного и передающего модулей. Приемный модуль включает в себя приемное устройство, формирователь ответного сигнала, эталонный генератор и источник вторичного электропитания. Передающий модуль включает в себя усилитель мощности и источник вторичного электропитания. Конструктивно приемный и передающие модули выполнены в виде функционально законченных герметичных блоков.

В БРК КА в дежурном режиме одновременно включены два приемника, подключенные соответственно к МНА по оси + Z и к МНА по оси -Z. В сеансном режиме, кроме приемников, подключается один из двух передатчиков.

Третий ПРМ и второй ПРД являются резервными и подключаются в случаях возможного выхода из строя ПРМ или ПРД.

 

Функциональная схема БРК.

На рис.6.5-1 и 6.5-2 представлены варианты построения функциональных связей БРК с трактами АФС.

В варианте схемы, представленной на рис.6.5-1, подключение приемников и передатчиков к антеннам осуществляется с помощью волноводных переключателей. Эта схема отличается простотой построения и управления, но приходится прокладывать волноводные тракты от антенн до ПРМ и ПРД.

В варианте схемы, представленной на рис.6.5-2, предлагается некоторое изменение связей БРК с АФС с целью сокращения длины радиотрактов и связанных с этим уменьшения затухания и снижения суммарной массы приемопередающих устройств и устройств АФС.


Рис.6.5-1. Функциональная схема БРК с подключением приемников и передатчиков с помощью волновых трактов


Рис.6.5-2. Функциональная схема БРК

 

Рассматривается возможность выполнения входных устройств приемных трактов в виде ВЧ модулей и размещения их по возможности около антенн. Тогда вместо волноводных трактов могут быть использованы коаксиальные тракты, так как связь между ВЧ модулями и приемниками будет осуществляться на первой промежуточной частоте.

Такое построение схемы позволит дать выигрыш по массе за счет замены волноводных переключателей электронными переключателями и введением распределительного устройства.

Управление БРК осуществляется по функциональным командам и по командно-программной магистрали от бортового вычислительного комплекса (БВК).

Для контроля работоспособности БРК используются телеметрические и тарировочные датчики. Состояние телеметрических и тарировочных датчиков передается в БВК по командно-программной магистрали.

Обмен информацией между БРК и БВК осуществляется по интерфейсу типа “Манчестер”.

Основные характеристики БРК-КА

Основные тактико-технические параметры БРК-КА приведены в табл.6.5.1.

Таблица 6.5.1

п/п

Наименование параметра

Значение параметра

Примечание

1.

Несущая частота приемных устройств, ГГц

7.2

 

2.

Несущая частота передающих устройств, ГГц

8.4

 

3.

Вид модуляции несущих частот приема и передачи

ФМн

 

4.

Индекс модуляции, град.

0...120 и 0...180

± 12....± 65

передача

прием

5.

Чувствительность приемников, дБВт:

- по несущей

- по приему информации

 

минус 178

минус 173

 

 

 

6.

Мощность на выходе ПРД, Вт

³ 5 или ³ 40

 

7.

Скорость передачи КПИ, бит/с

4000/2n n=0...9

 

8.

Скорость передачи ТМИ , бит/с

от 1 до 16 ´ 103

 

9.

Точность траекторных измерений:

- по дальности , м

- по скорости, мм/с

 

20

2

 

10.

Метод кодирования КПИ

БЧХ или Голея

 

11.

Метод кодирования ТМИ и НИ

каскадный или турбокод

 

12.

Количество ФК, выделяемых исполнительной матрицей

32

 

13.

Ресурс приборов:

- дежурного режима, тыс.час.

- сеансного режима, тыс.час.

 

100

10

 

14

Стабильность ЗГ долговременная

10-7

 

15

Вероятность ошибки на бит

10-5

 

16

Вероятность трансформации команд

10-8

 

17

Вероятность безотказной работы

0,99

 

В табл.6.5.2 приведены массовоэнергетические характеристики БРК.

Таблица 6.5.2.

№ п/п

Характеристики

Значение

Примечание

1.

Потребляемая мощность в дежурном режиме, Вт

£ 14.5

£ 10

Включены 2 ПРМ

2.

Потребляемая мощность в сеансном режиме, Вт

£ 129

£ 50

£ 200

£ 45

РПРД=40Вт

РПРД=5Вт

3.

Масса БРК-КА, кг

£ 15,1

£ 9

 


Предыдущая страница        Следующая страница