ИНФОРМАЦИЯ

Комплекс радиосвязи

Назначение комплекса радиосвязи

Комплекс радиосвязи (КРС) ППМ – ШГЗУ предназначен для решения следующих задач:

  • Ретрансляция команд управления ШГЗУ, полученных ППМ от наземного комплекса управления (НКУ), в СУ ШГЗУ;

  • Передача квитанций принятых команд от СУ ШГЗУ в ППМ, для их дальнейшей ретрансляции в НКУ;

  • Передача телеметрической информации от СУ ШГЗУ в ППМ, для её дальнейшей ретрансляции в НКУ;

  • Передача информации от видеокамеры в режиме, близком к реальному времени, а также передача данных, накопленных в запоминающем устройстве (ЗУ) ШГЗУ.

  • Формирование сигнала пробуждения бортовых систем ШГЗУ по радиокоманде от ППМ.

Дальность уверенной связи ППМ – ШГЗУ должна составлять не менее 500 метров (с желательным запасом 30-50%).

 

Структурная схема КРС

Структурная схема КРС

В состав КРС входят:

  • Блок радиосвязи (установлен на ППМ) с интерфейсным кабелем;

  • Аппаратура радиосвязи ШГЗУ;

Блок радиосвязи состоит из:

  • Радиомодуля командной радиолинии (РМ КРЛ);

  • Радиомодуля радиолинии целевой информации (РМ РЦИ);

  • Контроллера;

  • Модуля питания;

  • Фрезерованного корпуса;

  • Интерфейсного и ВЧ разъемов.

Блок радиосвязи подключается к бортовой аппаратуре ППМ по цепям питания и интерфейсу информационного обмена. Параметры электрического интерфейса «Блок радиосвязи – борт ППМ» будут определены на этапе разработки РКД и будут отражены в протоколе электрического и информационного взаимодействия.

Аппаратура радиосвязи ШГЗУ состоит из:

  • Радиомодуля командной радиолинии (РМ КРЛ);

  • Радиомодуля радиолинии целевой информации (РМ РЦИ);

  • Контроллера;

  • ВЧ разъемов;

  • Антенных кабелей;

  • Антенн.

Радиомодули аппаратуры радиосвязи ШГЗУ и контроллер размещаются на общей плате блока электроники, либо на отдельной плате, установленной в корпус блока электроники.

В проекте предлагается два альтернативных варианта построения КРС. Варианты отличаются типами используемых радиомодулей.

Вариант 1 предполагает построение КРС на основе двух пар идентичных приемо-передатчиков с максимальной скоростью передачи данных 128 Кбит/с, работающих в одном из диапазонов: 433МГц, 868МГц, 915МГц. Таким образом, обеспечивается две радиолинии:

  • постоянно включенная, экономичная, низко информативная (не более 1200 бит/с) командная радиолиния (КРЛ);

  • включаемая по требованию, высокоинформативная (до 128 Кбит/с) радиолиния целевой информации (РЦИ).

Вариант 2 предполагает построение КРС на основе одной пары приемопередатчиков работающих в одном из диапазонов: 433МГц, 868МГц, 915МГц для организации КРЛ, и пары приемопередатчиков диапазона 2,4 ГГц с повышенной пропускной способностью (не менее 256 Кбит/с) для организации РЦИ.

Для обоих вариантов предполагается использование всенаправленных штыревых антенн, размерами ¼ длины волны.

 

Реализация КРС

Реализацию варианта 1 предлагается осуществлять на основе приемо-передающих радиомодулей RFM22B фирмы HopeRF. Данные радиомодули обладают следующими характеристиками:

  • Предельная чувствительность -118 дБм;

  • Выходная мощность: 50 мВт;

  • Частотный диапазон: 433, 868, 915 МГц;

  • Скорость передачи данных: 1-128 Кбит/с;

  • Ток потребления в режиме приема: 18 мА;

  • Ток потребления в режиме передачи (50мВт) 60 мА;

  • Габаритные размеры: 16 x 16 x 2 мм.

Внешний вид радиомодулей RFM22B

Реализацию КРЛ варианта 2, так же как и в варианте 1, предполагается выполнить на основе приемо-передающего модуля RFM22, а реализацию РЦИ на основе модулей XBee Pro. Данные модули обладают следующими характеристиками:

  • Несущая частота: 2,4 ГГц;

  • Выходная мощность передатчика: 100 мВт;

  • Дальность радиосвязи в свободном пространстве: 1600 м;

  • Скорость передачи данных: 250 Кбит/с;

  • Ток потребления в режиме приема: 50 мА;

  • Ток потребления в режиме передачи: 340 мА;

  • Габаритные размеры: 33x25x3 мм.

Внешний вид радиомодуля XBee PRO

В качестве контроллера (как в блоке радиосвязи, так и в аппаратуре радиосвязи ШГЗУ) может быть использован микроконтроллер LPC2103 фирмы NXP. Данный микроконтроллер обладает высоким быстродействием, большим набором встроенных периферийных устройств, а также высокой экономичностью энергопотребления.

В качестве модуля питания может быть использован модуль МДМ3-В фирмы «Александер Электрик». Данный модуль выполнен для специализированных применений, и обладает низкими габаритами (30х20х10 мм) и расширенным температурным диапазоном функционирования (–60...+125°С).

Аппаратура радиосвязи ШГЗУ может работать в следующих режимах:

  • Дежурный режим;

  • Командно-телеметрический режим;

  • Режим передачи целевой информации;

  • Режим передачи целевой информации с повышенной скоростью.

Выбор режима работы может быть установлен по внешней радиокоманде, либо от СУ ШГЗУ.

В дежурном режиме обеспечивается минимальное энергопотребления аппаратуры радиосвязи ШГЗУ. Этот режим может использоваться на этапе от установки ШГЗУ в состав КГЧ до посадки ППМ на поверхность Луны (включая работы с КГЧ и РКН на ТК и СК, пуск и полет РН, перелет к Луне, посаду на ее поверхность). В этом режиме контроллер и радиомодули находятся в состоянии пониженного энергопотребления. Выход из этого состояния производится каждые 60 секунд по Watchdog таймеру контроллера. Во время просыпания контроллера, также происходит пробуждение РМ КРЛ с переводом его в режим приема. Далее, в течение одной секунды ожидается прием по радиоэфиру команды на пробуждение ШГЗУ. Если команда не пришла, то вновь производится переход в состояние пониженного энергопотребления контроллера и РМ КРЛ. Если же в течение 1 секунды такая команда была получена, то производится формирование сигнала в СУ ШГЗУ на перевод ее в активное состояние для последующего выполнения целевых функций.

В командно-телеметрическом режиме аппаратура радиосвязи ШГЗУ обеспечивает минимально необходимое информационное взаимодействие с ШГЗУ, которое позволяет обеспечить управление ШГЗУ путем выдачи в его СУ команд, а также диагностировать его текущее состояние по телеметрической информации. В данном режиме работает только одна радиолиния – КРЛ. Командно-телеметрический режим может быть использован при тестировании систем ШГЗУ в процессе перелета к Луне, в режиме экономии электроэнергии лунной ночью, а также во внештатных ситуациях, когда необходимо обеспечить выдачу команд в ШГЗУ при ограниченных ресурсах источника питания.

Режим передачи целевой информации обеспечивает передачу видеоизображений с борта ШГЗУ, для обеспечения навигации на поверхности Луны, а также может быть использован для передачи накопленных полезных данных (видео высокой четкости, фотографии и т.п.) на борт ППМ. Этот режим является основным при функционировании ШГЗУ на лунной поверхности.

Режим передачи целевой информации с повышенной скоростью позволяет производить передачу данных с ШГЗУ в ППМ с удвоенной скоростью. Особенностью этого режима является использование КРЛ на повышенной информативности. Данный режим может быть использован только при непосредственной близости ШГЗУ и ППМ. Во время использования этого режима запрещаются всякие маневры ШГЗУ, с целью обеспечения недопустимости пропадания радиосвязи ППМ – ШГЗУ. Данный режим может быть использован для ускоренной передачи данных, накопленных в памяти ШГЗУ в ППМ. Использование этого режима без необходимости не рекомендуется.

Питание аппаратуры радиосвязи производится от шины 3,3В блока электроники ШГЗУ.