БОРТОВОЙ РАДИОКОМПЛЕКС СИСТЕМЫ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Предложенная полезная модель относится к области радиотехники и предназначена для приема и передачи данных, поступающих на устройства, расположенные на борту космического аппарата, преимущественно для получения гидрометеорологических данных, от автоматических измерительных платформ с последующей передачей и обработкой информации.
Из патента RU 2251214 известен бортовой радиокомплекс системы сбора и передачи данных космического аппарата включающий управляемый антенный коммутатор, основное и дублирующее приемные устройства, основное и дублирующее устройства записи и формирования кадра, а также коммутационно-распределительное устройство. Вход управляемого антенного коммутатора, соединен с антенно-фидерной системой, выход управляемого антенного коммутатора соединен с входами основного и дублирующего приемных устройств, выходы которых соединены с основным и дублирующим устройствами записи и формирования кадра, соответственно. К управляемому антенному коммутатору, приемным устройствам и устройствам записи и формирования кадра подключено коммутационно-распределительное устройство. Техническое решение, известное из RU 2251214 используется в спутниковых системах связи диапазона декаметровых волн и осуществляет прием/передачу информации через антенно-фидерную систему, коммутацию каналов, имитозащиту, управление и выбрано в качестве ближайшего аналога изобретения. Основным недостатком известного из RU 2251214 технического решения является сложность обработки информации поступающей от большого числа измерительных платформ.
Предложенное техническое решение направлено на устранение указанного недостатка и обеспечит прием информации одновременно от большого числа (порядка 150) автоматических измерительных платформ находящихся в зоне видимости космического аппарата, при общем числе обслуживания платформ до 1200. Кроме того, использование бортового радиокомплекса обеспечит обработку сигналов с частотно-временным разделением, включая демодуляцию, предварительную обработку, запоминание и передачу информации в аппаратуру, с возможностью одновременной обработки не менее трех каналов с частотным разделением.
Технический результат, ожидаемый от использования предложенного технического решения, достигается тем, что предложен бортовой радиокомплекс системы сбора и передачи данных космического аппарата включающий управляемый антенный коммутатор, основное и дублирующее приемные устройства, основное и дублирующее устройства записи и формирования кадра, а также коммутационно-распределительное устройство. Вход управляемого антенного коммутатора, соединен с антенно-фидерной системой, выход управляемого антенного коммутатора соединен с входами основного и дублирующего приемных устройств, выходы которых одновременно соединены с основным и дублирующим устройствами записи и формирования кадра. К управляемому антенному коммутатору, приемным устройствам и устройствам записи и формирования кадра подключено коммутационно-распределительное устройство. Основное и дублирующее приемные устройства включают последовательно соединенные расположенный на входе малошумящий усилитель, преобразователь частот, детектор и расположенное на выходе устройство обработки основного сигнала. Основное и дублирующее устройства записи и формирования кадра включает последовательно соединенные преобразователь информации в кадры и оперативное запоминающее устройство.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема предложенного бортового радиокомплекса.
Предложенный бортовой радиокомплекс включает управляемый антенный коммутатор (УАК) 1, основное приемное устройство (ПРМ-I) 2, дублирующее приемное устройство (ПРМ-II) 3, основное устройство записи и формирования кадра (УЗФК-I) 4, дублирующее устройство записи и формирования кадра (УЗФК-II) 6, а также коммутационно-распределительное устройство (КРУ) 5. Вход управляемого антенного коммутатора (УАК) 1 подключен к антенно-фидерной системе (АФС). Один из выходов управляемого антенного коммутатора (УАК) 1 соединен с входом основного приемного устройства (ПРМ-I) 2, другой выход управляемого антенного коммутатора (УАК) 1 соединен с входом дублирующего приемного устройства (ПРМ-I) 2. Выходы основного приемного устройства (ПРМ-I) 2 и дублирующего приемного устройства (ПРМ-II) 3 соединены одновременно с входами основного устройства записи и формирования кадра (УЗФК-I) 4 и дублирующего устройства записи и формирования кадра (УЗФК-II) 6. Коммутационно-распределительное устройство (КРУ) 5 соединено с основным приемным устройством (ПРМ-I) 2, дублирующим приемным устройством (ПРМ-II) 3, основным устройством записи и формирования кадра (УЗФК-I) 4 и дублирующим устройством записи и формирования кадра (УЗФК-II) 6.
Основное (ПРМ-I) 2 и дублирующее (ПРМ-II) 3 приемные устройства включают последовательно соединенные расположенный на входе малошумящий усилитель (МШУ) 7, преобразователь частот (ПЧ) 8, детектор 9 и расположенное на выходе устройство обработки основного сигнала (ЦОС) 11, кроме того, каждое из дублирующих устройств содержит вторичный источник питания (ВИП) 11. Основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройства записи и формирования кадра включает последовательно соединенные преобразователь информации в кадры (ПИК) 12 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 13. Кроме того бортовой радиокомплекс включает вспомогательные устройства (на схеме не показаны), обеспечивающие питание, передачу телеметрической информации и т.п.
Бортовой радиокомплекс работает следующим образом.
Сигнал от антенно-фидерной системы (АФС) поступает на управляемый антенный коммутатор (УАК) 1. С выхода управляемого антенного коммутатора (УАК) 1 сигнал поступает на вход основного приемного устройства (ПРМ-I) 2, (либо на вход дублирующего приемного устройства (ПРМ-II) 3), где происходит обработка сигналов. Дублирующее приемное устройство (ПРМ-II) 3 предназначено для резервирования основного приемного устройства (ПРМ-I) 2 при отказе и подобных ситуациях. Как основное (ПРМ-I) 2, так и дублирующее (ПРМ-II) 3 приемные устройства могут одновременно обрабатывать на требуемой частоте сигналы от трех различных объектов. В приемных устройствах (ПРМ-I) 2 и (ПРМ-II) 3 выполняется двойное преобразование входного сигнала в сигнал промежуточной частоты, осуществляется детектирование, выделение цифрового сообщения, измерение частоты принимаемого сигнала и привязка ко времени приема сообщения.
В результате обработки каждой посылки информация поступает на связанные с основным (ПРМ-I) 2 и дублирующим (ПРМ-II) 3 приемными устройствами, основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройство записи и формирования кадра. Основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройства записи и формирования кадра предназначены для приема и обмена информацией с основным (ПРМ-I) 2 и дублирующим (ПРМ-II) 3 приемными устройствами. Основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройства записи и формирования кадра преобразуют информацию в кадры, запоминают информацию и выдают в основное (ПРМ-I) 2 и дублирующее (ПРМ-II) 3 приемные устройства сигналы времени от бортового стандарта частоты и времени. Кроме того, основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройства записи и формирования кадра передают информацию в виде кадров последовательного двоичного потока сообщений на передающее устройство космического аппарата. Связь с устройством записи и формирования кадра (УЗФК-I) 4 и (УЗФК-II) 6 осуществляется посредством интерфейса.
На управляемый антенный коммутатор (УАК) 1, основное (ПРМ-I) 2 и дублирующее (ПРМ-II) 3 приемные устройства, и основное (УЗФК-I) 4 и дублирующее (УЗФК-II) 6 устройства записи и формирования кадра поступают команды управления с выхода коммутационно-распределительного устройства (КРУ) 5. Коммутационно-распределительное устройство (КРУ) 5 обеспечивает, подачу питания на приборы аппаратуры бортового радиокомплекса, выдачу команд управления аппаратурой радиокомплекса по двухпроводной линии, сбор телеметрической информации и контроля состояния включенных/выключенных приборов или их полукомплектов, диагностику приемных устройств, передачу телеметрической информации на телеметрическую систему объекта, приема с борта космического аппарата разовых команд и проверку контроля стыковки приборов аппаратуры радиокомплекса.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечит прием информации одновременно от большого числа автоматических измерительных платформ находящихся в зоне видимости космического аппарата, а также обеспечит обработку сигналов с частотно-временным разделением с возможностью одновременной обработки не менее трех каналов с частотным разделением.