Ільченко Михайло Юхимович, Наритник Теодор Миколайович, Капштик Сергій Володимирович, Денисенко Максим Сергійович, Нарушкевич Олександра Максимівна

Використання фазованої антенної решітки з цифровим формуванням променю для створення внутрішньої радіомережі розподіленого супутника

Показано можливість застосування цифрової антенної решітки (ЦАР) для побудови внутрішньої радіомережі (ВРМ) розподіленого супутника (РС), що дає змогу підвищити ефективність внутрішньої радіомережі за рахунок застосування просторового розподілу інформаційних потоків між кореневим і кінцевими супутниками. Розглянуто питання вибору опорної системи координат, в якій пропонується проводити вимірювання відносного руху космічних апаратів розподіленого супутника. Як опорну систему координат запропоновано використовувати зв’язану систему координат кореневого супутника. Показано, як інформація про координати кінцевих супутників у зв’язаній системі координат кореневого супутника дає змогу отримати інформацію про координати кінцевих супутників в орбітальній системі координат методом перерахунку. Показано, що використання модифікованих протоколів групи 3GPP дають змогу вимірювати похилу дальність між кореневим і кінцевим супутниками. Для вимірювання кутових координат кінцевих супутників у зв’язаній системі координат кореневого супутника запропоновано використовувати цифрову антенну решітку кореневого супутника в поєднанні з модифікованим моноімпульсним методом радіолокації. В основу модифікованого моноімпульсного методу покладено прогнозування рівня сигналу кінцевого супутника, що приймається, і порівняння з ним реального відгуку просторової частоти цифрової антенної решітки. Різниця в прогнозованій величині й оцінці просторової частоти дає змогу оцінити кут відхилення джерела випромінювання, яким є кінцевий супутник, від напрямку орієнтації фіксованого променю цифрової антенної решітки. Для визначення кутових координат кінцевого супутника використовуються значення декількох просторових частот цифрової антенної решітки, які представляють рівень сигналу, що приймається, в суміжних фіксованих променях.

Ключові слова: розподілений супутник, цифрове формування променю

Ilchenko Myhajlo, Narytnyk Teodor, Kapshtyk Segii, Denisenko Maxym, Narushkevych Oleksandra

Application of phased antenna array with digital beamforming to establish the internal radio network of the distributed satellite

The possibility of application of the Phased Antenna Array with Digital Beamforming (PAA-DB) to establish the Internal Radio Network (IRN) of the Distributed Satellite (DS) is shown, which allows increasing the efficiency of the IRN by using the spatial separation of information flows between Core and Edge Satellites. The issues considered are related to choosing the Reference Coordinate System, where it is proposed to measure the relative motion of the satellite of the DS. An Orbital Coordinate System of the Core Satellite is proposed as the Reference Coordinate System. It is shown how the information about the coordinates of the Edge Satellites in the Orbital Coordinate System of the Core Satellite enables one to obtain information about the coordinates of the Edge Satellites in the Orbital Coordinate System by recalculation method. It is shown that using modified 3GPP protocols enables the measurement of the inclined ranging between the Core and Edge satellites. To measure the Edge Satellites’angular coordinates inside the Orbital Coordinate System of the Core Satellite, it is proposed to use the Phased Antenna Array with Digital Beamforming of the Core Satellite in combination with a modified monopulse radio direction-finding method. The modified monopulse method is based on predicting the received signal level of the Edge Satellite and matching it with the spatial frequency real response of the Phased Antenna Array. The difference between the predicted value and assessed spatial frequency enables us to estimate the angle of deviation of the emitter, the edge satellite, from the fixed beam orientation direction of the Phased Antenna Array. To determine the angular coordinates of the Edge Satellite, the values of several spatial frequencies of the Phased Antenna Array are used, which correspond to the level of the received signal in adjacent fixed ones.

Keywords: distributed satellite, digital beamforming