Pažangūs radijo dažnių ir mikrobangų sprendimai LEO palydovams ir aviacijai
Naujos kartos žvaigždynų aprūpinimas itin patikimais, lengvais ir temperatūrai stabiliais komponentais
Pramonės scenarijus ir problemos
Naujosios kosmoso eros aušra atnešė precedento neturintį žemosios Žemės orbitos (ŽO) palydovų žvaigždynų bumą. Tačiausudėtinga kosminė aplinkakelia didelių inžinerinių kliūčių. Skirtingai nuo antžeminių telekomunikacijų, aviacijos ir kosmoso bei palydovų taikymas veikia negailestingoje vakuume, kuriai būdinga intensyvi kosminė spinduliuotė, atominė deguonies erozija ir didelis mechaninis įtempis paleidimo fazės metu.
RF ir mikrobangų pasyviesiems komponentams šios aplinkos ekstremalios sąlygos diktuoja griežtus eksploatavimo reikalavimus. Inžinieriai nuolat kovoja su fiziniais medžiagų apribojimais. Pagrindinės problemos kyla dėl absoliučios būtinybės kuo labiau sumažinti...prietaisų svoris ir tūrisneaukojant elektros našumo. Kiekvienas papildomas į orbitą iškeltas gramas eksponentiškai padidina kuro poreikį ir bendras misijos išlaidas.
Be to, ŽPO palydovai apskrieja Žemę maždaug kas 90 minučių, greitai pereidami iš tiesioginės saulės spinduliuotės kaitros į stingdantį Žemės šešėlio tamsumą. Tai sukuria aplinką, kurioje komponentai turi išlaikyti absoliutų dažnio stabilumą ir konstrukcijos vientisumą, nepaisant...ekstremalūs temperatūros svyravimai.
Kritiniai aplinkos stresoriai
✦Didelės vibracijos paleidimo profiliai:Pakėlimo metu komponentai turi atlaikyti stiprų akustinį ir mechaninį smūgį.
✦Vakuuminis dujų šalinimas:Medžiagos neturi išskirti lakiųjų junginių, kurie galėtų kondensuotis ant jautrių optinių arba radijo dažnių paviršių.
✦Terminis ciklinis nuovargis:Greitas plėtimasis ir susitraukimas, dėl kurio litavimo jungtyse ir bangolaidžių struktūrose atsiranda mikroįtrūkimų.
Pagrindiniai iššūkiai aviacijos ir kosmoso radijo dažnių srityje
SWaP kraštutinės ribos
Šiuolaikinių palydovų naudingosios apkrovos projektavime svarbiausias rodiklis yra dydis, svoris ir galia (SWaP). Naudingojo krovinio paleidimas į orbitą yra astronomiškai brangus, dažnai kainuojantis tūkstančius dolerių už kilogramą. Tradiciniai radijo dažnių komponentai, ypač didelės galios filtrai, multiplekseriai ir izoliatoriai, paprastai gaminami iš sunkaus žalvario arba storo aliuminio, siekiant išlaikyti elektrines charakteristikas ir Q koeficientą.
Iššūkis yra šių pasyviųjų komponentų projektavimas taip, kad jie atitiktų griežtus mikro ir nano palydovų svorio apribojimus, nepakenkiant jų gebėjimui valdyti didelę radijo dažnių galią. Miniatiūrizavimas dažnai lemia padidėjusius įterpties nuostolius ir šilumos išsklaidymo problemas, todėl sukuriamas sudėtingas inžinerinis paradoksas, kuriam išspręsti reikalingas novatoriškas medžiagų mokslas ir pažangus elektromagnetinis modeliavimas.
Staigūs temperatūros svyravimai (nuo -55 °C iki +125 °C)
Žemojo Žemės rutulio palydovai patiria atšiaurią terminę aplinką. Jiems skriejant orbitoje, jie susiduria su tiesiogine, nefiltruota saulės spinduliuote, dėl kurios paviršiaus temperatūra smarkiai pakyla, o netrukus įvyksta užtemimas, dėl kurio susidaro gilus užšalimas. Dėl to darbinė temperatūra svyruoja nuo -55 °C iki +125 °C.
RF filtrams ir rezonatoriams tai yra pražūtinga, jei netinkamai valdoma. Metalai plečiasi ir traukiasi dėl temperatūros pokyčių. Net mikroskopinis rezonatoriaus fizinių matmenų pokytis gali pakeisti jo centrinį dažnį, dėl to pablogėja signalas, atsiranda gretimų kanalų trukdžiai arba visiškai nutrūksta ryšio linija. Elektrinio stabilumo palaikymas esant šiam 180 laipsnių šiluminiam gradientui yra vienas didžiausių iššūkių aviacijos ir kosmoso radijo dažnių inžinerijoje.
Mūsų pažangiausi sprendimai
Per dešimtmečius trukusius radijo dažnių (RF) / mikrobangų technologijų tyrimus ir plėtrą „Leader Microwave“ sukūrė patentuotas gamybos technologijas, specialiai pritaikytas atšiaurioms kosmoso diegimo realijoms įveikti.
Lengvi bangolaidžiai ir ertmės filtrai
Kosminės klasės filtrams gaminti naudojame pažangius plonasienius aliuminio lydinius ir specializuotas kompozicines medžiagas. Tiksliai apdirbdami CNC stakles ir optimizuodami konstrukcijos topologiją, pašaliname nereikalingą masę, išlaikydami konstrukcijos tvirtumą.
Rezultatas: dramatiškas svorio sumažėjimas – daugiau nei 30 %, palyginti su tradiciniais modeliais, o tai tiesiogiai reiškia mažesnes paleidimo išlaidas.
Neprilygstamas temperatūros stabilumas
Siekdami kovoti su terminiais ciklais nuo -55 °C iki +125 °C, mūsų inžinieriai naudoja patentuotus temperatūros kompensavimo metodus. Tai apima „Invar“ (nikelio ir geležies lydinio, pasižyminčio unikaliai mažu šiluminio plėtimosi koeficientu) ir bimetalinių konstrukcinių konstrukcijų, kurios automatiškai koreguojasi keičiantis temperatūrai, naudojimą.
Rezultatas: išskirtinis dažnio stabilumas, užtikrinantis mažesnį nei 2 ppm/°C dažnio poslinkį, išlaikant jūsų signalus idealiai fiksuojamus ties taikiniu.
Didelio patikimumo orbitinės jungtys
Sąnaudų mažinimas nieko nereiškia, jei sistema sugenda orbitoje. Mūsų kosmoso komponentai yra kruopščiai analizuojami daugiapakopiai, atliekami terminio vakuumo (TVAC) ir vibracijos bandymai, siekiant užtikrinti, kad jie atlaikytų paleidimą ir veiktų nepriekaištingai visą misijos laiką.
Rezultatas: Efektyviai sumažinamos palydovų paleidimo naudingosios apkrovos sąnaudos, kartu užtikrinant ilgalaikį ryšio patikimumą orbitoje.
