МФТИ Плата цифрового приемника для обеспечения связи космических аппаратов с Землей

2022: Представление Платы цифрового приемника

19 апреля 2022 года в МФТИ сообщили, что ученые лаборатории прикладных нанотехнологий разработали и испытали плату цифрового приемника, которая будет обеспечивать связь для космических аппаратов. Плата реализована в основном на отечественной базе, а ее базовым элементом является микросхема, содержащая кристалл, полностью спроектированный в лаборатории. Проект выполнен при финансировании Минобрнауки России в сотрудничестве с «Российскими космическими системами».

Иллюстрация: russianspacesystems.ru

Дистанционное зондирование Земли, предоставление услуг широкополосной связи, формирование глобального навигационного сигнала и другие традиционные космические задачи решаются при помощи малых космических аппаратов. Относительно низкая стоимость производства и запуска открыла широкие перспективы для отрасли, но разработка аппаратов неизбежно сталкивается с проблемой организации качественной связи.

Бортовая аппаратура космического аппарата связывается с наземными средствами управления через командно-измерительную систему. Кроме того, система отвечает за сверку бортовой шкалы времени и ведет радиоконтроль орбиты. Ученые МФТИ создали плату цифрового приемника приемо-передающего устройства командно-измерительной системы. Плата обеспечивает высокую точность радиометрических измерений, а также обладает малой массой и размерами.

«Плата достаточно проста, но обладает своими характеристиками и обеспечивает двухстороннюю коммуникацию космических аппаратов с Землей: принимает сигнал, обрабатывает его и передает информацию в цифровом виде дальше. Еще одна особенность нашей разработки состоит в том, что операции по обработке сигнала происходят на одном кристалле, а не на нескольких микросхемах, как обычно», - рассказал о проекте заведующий лабораторией прикладных нанотехнологий Михаил Рыжаков.

Плата цифрового приемника состоит из двухканального аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя, блока распределения тактового сигнала, цифрового модуля, постоянного запоминающего устройства и блока интерфейсов. Для уменьшения размеров разработчики сократили преобразование сигналов в аналоговом виде, переложив основную роль на цифровую часть.

Подобные решения есть у зарубежных компаний: Boeing, Airbus и Thales. Особенность разработки МФТИ заключается в реализации стандартных приборных функций космической бортовой аппаратуры в виде изделия электронной компонентной базы - функции целого прибора реализуются в одной микросхеме.

«На базе разработанной нами платы «Российские космические системы» создают приемо-передающее устройство для управления космическими аппаратами различного назначения. По сравнению с существующей аппаратурой оно будет обладать улучшенными характеристиками в части помехоустойчивости, приема управляющей информации, надежности и точности измерения текущих навигационных параметров движения аппарата», - добавил Михаил Рыжаков.