РКС: Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки (АФАР)

2021: Создание интеллектуальной основы отечественных АФАР для космоса

20 сентября 2021 года компания «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») сообщила, что ее специалисты разработали приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки (АФАР) следующего поколения. Эта разработка станет основной интеллектуальной частью отечественных АФАР для космоса, увеличит скорость и качество информационного взаимодействия с бортовыми системами космических аппаратов.

Модули для АФАР с функцией перестройки фазы и амплитуды сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала предназначены для высокоскоростных радиолиний и передачи на Землю всевозможных данных от российских спутников – включая объемную информацию от целевой съемочной аппаратуры дистанционного зондирования Земли. Модули создаются на электронно-компонентной базе собственной разработки РКС по последним технологиям в космической электронике. При этом разработчики «на перспективу» учли требования к качеству, стойкости, габаритам, весу создаваемых элементов: например, размер плат фазирования в модуле не превышает 30х20 миллиметров. Так создается возможность их серийного применения в орбитальных группировках из малых космических аппаратов весом до 200 кг.

Компоненты модуля смонтированы на СВЧ-платах, создаваемых в РКС на основе технологии LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) – низкотемпературной совместно обжигаемой керамики. Материалы, набор и компоновка элементов модуля подобраны таким образом, чтобы при низком энергопотреблении он обеспечивал бесперебойную работу излучателей – микрополосковых антенн, которые при передаче и приеме сигналов будут непрерывно подвергаться воздействию жестких условий открытого космоса. Конструкция АФАР предполагает монтаж 144 таких излучателей, масса всей антенны в сборе едва превысит 15 килограммов, энергопотребление составит всего 140 ватт.

«Наличие у России аппаратов с АФАР позволит отказаться от «классических» антенн с механическими приводами и перейти к формированию направленности антенны с помощью электронной перестройки, придавая тем самым принципиально иные качества нашим спутникам. Кроме того, созданные модули для фазированной решетки удвоят скорость сканирования и получения данных, обеспечат стабильность передачи информации с Земли. Мы стремимся к тому, чтобы данная разработка существенно снижала габариты, массу и энергозатраты на формирование и прием сигналов при надежности и высоком качестве российской аппаратуры космического назначения», - говорит заместитель руководителя отдела по разработке бортовых АФАР РКС Михаил Моисеев.

Создание высокоскоростных радиолиний для космических аппаратов является эксклюзивной компетенцией РКС. От их пропускной способности и качества работы всех составных элементов, включая АФАР, в конечном итоге зависят объемы и скорость передачи данных от целевой аппаратуры спутника. Ожидается, что применение созданных приемо-передающих модулей позволит увеличить скорость до 2400 Мбит/с – это примерно в два раза выше, чем в нынешних спутниках.TrafficSoft ADC: балансировщик нагрузки с высокой скоростью работы и минимальными аппаратными требованиями

Унификация аппаратуры космического назначения является одним из приоритетов для специалистов РКС, поэтому данная разработка универсальна. Предполагается, что РКС при минимальной доработке сможет применять ее в АФАР следующих поколений. Высокие технические характеристики и качество при больших объемах передаваемой информации и применение универсальных решений на широкой линейке космических аппаратов сокращает финансовые затраты на создание следующих спутников.

Космос и спутниковые системы