Проектирование и расчетные характеристики SDR наземной станции приема данных изображения наноспутников в S-диапазоне.

Проектирование и расчетные характеристики SDR наземной станции приема данных изображения наноспутников в S-диапазоне.

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.31489/2024No4/79-87

Ключевые слова:

Земная станция, программно-определяемая радиостанция, наноспутник

Аннотация

В статье описаны результаты проектирования, создания и испытаний земной станции передачи и приема информации для низкоорбитальных наноспутников дистанционного зондирования Земли в S-диапазоне. Особенностью решения является использование универсальных недорогих аппаратных платформ SDR на базе программируемых вентильных матриц (FPGA) и микросхемных приемопередатчиков, таких как AD9361. Рассчитаны общая и полезная скорости передачи данных и необходимое соотношение Eb/No, где Eb – энергия одного бита сообщения, No – значение спектральной плотности мощности эквивалентного шума при использовании для кодирования и модуляции сигнала стандарт DVB-S2 MODCOD .

Сведения об авторах

К.С. Бактыбеков

Baktybekov, Kazbek S. – Doctor of Phys. & Math. Sciences, Professor, Department of Advanced and Research Projects, Leading Design Engineer, Ghalam LLP, Astana, Kazakhstan; Scopus Author ID: 8926833000,  ORCID: 0000-0002-6401-8053; k.baktybekov@ghalam.kz

Е.Н. Бочкова

Bochkova, Elena Nikolaevna – PhD, Department of Ground Complex and Technical Support, Leading Design Engineer, Ghalam LLP, Astana, Kazakhstan; Scopus Author ID: 56820098200;  ORCID: 0000-0003-4851-306X; e.bochkova@ghalam.kz

В.В. Король

Korol, Vladimir Viktorovich – PhD, Department of Design and Technical Analysis, Leading Design Engineer, Ghalam LLP, Astana, Kazakhstan;  ORCID: 0009-0000-4081-1316; v.korol@ghalam.kz

М.С. Мурушкин

Murushkin, Mikhail Sergeevich – PhD, Special Design Bureau of Space Technology, Leading Design Engineer, Ghalam LLP, Astana, Kazakhstan;  ORCID: 0009-0006-9917-3842; m.murushkin@ghalam.kz

Б.З. Жумажанов

Zhumazhanov Berik Rakhymbekuly -  Head of the Office of Advanced and Research Projects, Ghalam LLP, Astana, Kazakhstan, Scopus Author ID: 57350754500;  ORCID: 0000-0001-5926-9619; b.zhumazhanov@ghalam.kz

Библиографические ссылки

Liashkevich S.V., Saetchnikov V.A. (2021) SDR Based X-Band University Ground Station as Remote Sensing Technologies Learning Environment. Proceeding of the 8th International Workshop on Metrology for AeroSpace, IEEE Xplore, 127 – 131. DOI: 10.1109/MetroAeroSpace51421.2021.9511743.

Reinhart R., Lux J.P. (2014) Space-based reconfigurable software defined radio test bed aboard international space station. Proceeding of the “SpaceOps” conference, AIAA 2014-1612. DOI: 10.2514/6.2014-1612.

Ferreira P.V.R., Paffenroth R., Wyglinski A.M., Hackett T.M.; Sven G. Bilen S.G., Reinhart R.C. (2019) Reinforcement learning for satellite communications: From LEO to deep space operations. IEEE Communications Magazine, 57, 5, 70 – 75. DOI: 10.9/MCOM.2019.1800796.

Kozłowski S. (2018) A carrier synchronization algorithm for SDR-based communication with LEO satellite. Radioengineering, 27, 1, 299 – 306. DOI: 10.13164/re.2018.0299.

Ilco V., Levineț N., Gîrșcan., A. Margarint, A., Secrieru N. (2015) Satellite telemetry data reception and processing via software defined radio. Available at: http://repository.utm.md/handle/5014/2351.

Grayver E., Chin A., Hsu J., Stanev S., Kun D., Parower A. (2015) Software defined radio for small satellites. Proceeding of the IEEE Aerospace Conference, 1 – 9. DOI: 10.1109/AERO.2015.7118901.

Ceylan O., Caglar A., Tugrel H.B., Cakar O., Kislal A.O., Kula K., Yagci H. B. (2016) Satellites. IEEE icrowave magazine, 17, 3, 26 – 33. DOI: 10.1109/MMM.2015.2505700.

Guerra A.G.C., Ferreira A.S., Costa M., Nodar-Lopez D., Agelet F.A. (2018) Integrating ´ small satellite communication in an autonomous vehicle network: A case on oceanography. Acta Astronautica, 145, 229 – 237. DOI:10.1016/j.actaastro.2018.01.022.

Maheshwarappa M.R. (2016) Software defined radio (SDR) architecture for concurrent multisatellite communications. PhD dissertation. University of Surrey. Available at: https://openresearch.surrey.ac.uk/esploro/outputs/doctoral/Software-defined-radio-SDR-architecture-for/99511622502346.

Juang J.C., Tsai C.T., Miau J.J. (2008) A software-defined radio approach for the implementation of ground station receivers. In book: Small Satellites for Earth Observation, 293–298. DOI: 10.1007/978-1-4020-6943-7.

Quintana-Dıaz G., Birkeland R. (2018) Software-Defined Radios in Satellite Communications. Proceeding of the conference ESA 4S Symposium, Sorrento, Italy. Available at: https://www.researchgate.net/publication/330398017.

Ajith Kumar Joel, Pavan Kalyan Redd, Charan Yadav, Chandan M., Devanathan M. (2020) SDR Based Ground Station for Image Reception from Weather Satellites. International Journal of Advance Science and Technology, 29, No. 10S, 7694 – 7705. Available at: https://sersc.org/journals/index.php/IJAST/article/view/24092.

Velasco C., Tipantuña C. (2017) Meteorological picture reception system using software defined radio (SDR). Proceeding of the IEEE 2nd Ecuador Technical Chapters Meeting, 1-6. DOI: 10.1109/ETCM.2017.8247551.

Georgescu I., Angelescu N., Puchianu D.C., Predusca G., Circiumarescu L-D. (2021) Software defined radio applications-receiving and decoding images transmitted by weather satellites. Proceeding of the 13th Intern. Conf. on Electronics, Computers and Artificial Intelligence, 1 – 4. DOI: 10.1109/ECAI52376.2021.9515169.

Thabit A.A. (2020) Design and software implementation of radio frequency satellite link based on SDR under noisy channels. Telkomnika, 8, 6, 2852 - 2860. DOI: 10.12928/telkomnika.v18i6.16130.

Halté S., Chambon C., Rawson S., Dasgupita A., Neveux G., Barataud D. (2019) X-band sampling technology demonstration. Proceeding of the TTC 2019 - 8th ESA International Workshop on Tracking, Telemetry and Command Systems for Space Applications, IEEE Xplore. DOI: 10.1109/TTC.2019.8895295.

Chen W., Khan A.Q., Abid M., Ding S. (2011) Integrated design of observer-based fault detection for a class of uncertain nonlinear systems. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 21(3), 423 – 430. DOI:10.2478/v10006-011-0031-0.

Pratt T., Bostian C., Allnutt J. Satellite Communications. Wiley, 560. Available at: https://books.google.com/ books/about/Satellite_Communications.h tml?id=IqFvngEACAAJ2002.

Larson W.J., Wertz A.V. (1992) Space Mission Analysis and Design. Springer, 976, 381 – 395. Available at: https://books.google.com/books/about/Space_Mission_Analysis_and_Design.html?id=QJanyiWfvXMC.

Benvenuto N., Cherubini G. (2002) Algorithms for Communications Systems and Their Applications. John Wiley & Sons. 508. Available at: https://lib.ysu.am/open_books/413038.pdf.

Joseph A. Shaw. (2013) Radiometry and the Friis transmission equation. Am. J. Phys., 81, 33 – 37. DOI:10.1119/1.4755780.

Загрузки

Поступила

2024-06-17

Одобрена

2024-10-19

Принята

2024-12-18

Опубликована онлайн

2024-12-25

Как цитировать

Бактыбеков K., Бочкова E., Король V., Мурушкин M., & Жумажанов B. (2024). Проектирование и расчетные характеристики SDR наземной станции приема данных изображения наноспутников в S-диапазоне. Eurasian Physical Technical Journal, 21(4(50), 79–87. https://doi.org/10.31489/2024No4/79-87

Выпуск

Раздел

Инженерия (техническая физика)
Loading...