Бортовое радиоэлектронное оборудование ракет

Слышал что для ракет популярны щелевые антенны. Но думаю что надо искать оборудование попроще и менее скоростное. 9800 Бод например. Какие-то радиоканалы на СОМ порт должны существовать.

Для расчета системы связи необходимо определится с чувствительностью приемника и типом обработки принятого сигнала. На чувствительность приемной части влияет температура антенны, тип и температура 1-го каскада, уровень помех полосе приема (2.4ГГц – нечто близкое к резонансной частоте Н2О) и тип обработки (цифровая обработка – более высокая чувствительность).

Чем больше полоса пропускания, тем больше мусора туда наберется и труднее обеспечить высокую избирательность.

Чем выше скорость передачи данных, тем больше ошибок при неизменной мощности передатчика.

Для цифрового модема рекомендую 16 битный DSP от Texas Instruments. По моей информации
их можно купить приблизительно за 8$ за 1 шт. FLASH от AMD для программы стоит около 2$ за 1 шт.

от -83db до -90 db



Тип модуляции DBPSK



Это то зачем... это же готовый стандарт... там всё это решено давно. Для расчёта дальности это нафиг не нужно. Уровень сигнала на входе "Чёрной коробочки" для обеспечения 1мбит/сек -90db
22мбит/c -83db. при 20С.





Зачем такие дебри... я же спросил про готовую систему которая обойдется (для дальности до 10 км) в 200$. И в которой почти ничего не надо паять и заниматься другим гемороем...

>> 22мбит/c -83db. при 20С.

Чувствительность в стандарте указана в dBm.

Стандартное оборудование есть. Наиболее недорого - ширпотреб. Например PCI карты SMC2402W = 73$ по инетпрайсу. Мощность 45-60 мВт, чувствительность указана как соответствующая стандарту. Можно взять карту PCMCI и запускать ноутбук

О антеннах для 2.4 ГГц.

Для полуволновых вибраторов (антенны приемника и передатчика) при мощности передатчика 60 мВт уверенный прием можно гарантировать для дальности до 1.8 км. Для 10 км надо около 1.9 Вт.

Планарные (микрополосковых): slot(щелевая) и patch. Усиление больше (на 2-3 дБ) чем у полуволнового вибратора. Если набрать из таких элементов решетку (ФАР, АФАР) можно получить усиление как у апертурной антенны (25дБ). Меняя фазировку элементов – меняем направление главного лепестка антенны не меняя механическое положение антенны. Очень удобно для сканирующего радара. Однако решетки к сожалению сложны в реализации.

Вообще для СВЯЗИ с летательными аппаратами используют слабонаправленные антенны (полуволновые).

Для пересчета необходимой мощности передатчика при использовании в качестве приемной и передающей антенны отличной от полуволнового вибратора указанную выше мощность следует поделить на квадрат усиления выбранной антенны относительно полуволнового вибратора. Например, если усиление выбранной антенны на 2 дБ больше, чем у полуволнового вибратора, делим указанную выше мощность на 2.5 ( 10^(0.2*2) = 2.5 ).

>> поделить на квадрат усиления выбранной антенны >> относительно полуволнового вибратора. Например, >> если усиление выбранной антенны на 2 дБ больше, >> чем у полуволнового вибратора, делим указанную >> выше мощность на 2.5 ( 10^(0.2*2) = 2.5 ).

Указанное справедливо при сонапаравленности главных лепестков приемной и передающей антенны.
Если летательный аппарат с узконаправленной антенной начнет колбасить – связь начнет пропадать.

Конечно dBm.. мой глюк..



Всякие есть и USB и PCI и ethernet.



О чём я и написал... лучше слабонаправленную поставить. а на земле с максимальным, какое можно купить, усилением.

В качестве наземной антенны можно попробовать апертурную.

Для 2.4ГГц – это металлическая сетка параболического профиля с возбудителем в фокусе. Такие штуки используют инет-провайдеры 802.11 для установки на крыши домов.

Для квадрата параболического профиля 1х1 метр диаграмма по –3 дБ будет уже 10 градусов. Коэффициент усиления около 27 дБ (почти 500 в разах).

Какие размеры у реальных антенн такого типа я не помню, но они не меньше. Неужели возможно в реальном времени крутить подобную балду вручную, чтобы удержать ракету в 10 градусном луче?
 

У меня получилось, что при антене на ракете в 2 дб и приемной в 27 в худших условиях нужно иметь передатчик в ~35 дбм, т.е. 7 ватт. На 7 излучаемых ватт в лучшем случае нужно 15 на передатчик, это или ампера 1,5 с 12 В... Правда на 100 км ракету можно и 200 г батареек поставить.

У меня получилось, что при антеннах 2 и 27 дБ
необходимая мощность для работы на 10 км около 7 мВт.
(Без учета атмосферных осадков и преднамеренных помех в полосе приема). Но это – порог. Для уверенного приема эту цифру надо увеличить в 2-3 раза, в зависимости от качества реального приемника.

Для сравнения: мощность передатчика стандартной совковой радиорелейки на 8ГГц и 50 км = 0.5Вт (диаметр параболической антенны 0.9, 1.5 либо 1.8м)
с учетом любых атмосферных осадков. Чувствительность приемника там не лучше, чем по 802.11.
 

Куда подеваласть вся антенно-связная тема?
 

>> У меня получилось, что при антене на ракете в 2 дб и приемной в >> 27 в худших условиях нужно иметь передатчик в ~35 дбм, т.е. 7 >> ватт. На 7 излучаемых ватт в лучшем случае нужно 15 на передатчик, это или ампера 1,5 с 12 В... Правда на 100 км ракету можно и 200 г батареек поставить.

Пересчет мощности на входе приемника из дБм в ватты осуществляется следующим образом. Пусть мощность на входе приемника задана как –83 дБм. Тогда в ваттах это будет: 10^(-83/10 - 3) = 10 ^ ( -8.3 – 3 ) = 5*10^(-12) ватт. Т.к. указываемая в дБм мощность нормируется к милливатту.
 

Незримо мы вместе.
Если без цифр помечтать, то сложностей быть не должно. Вот тут вспомнил пионерское прошлое и журнал "Радио". Помнится там часто обсуждалась радиосвязь через ионосферу ( Аврора) и через Луну. Это я к чему. Ведь порой связь была успешной и при малых мощностях. А у нас всего 100 км по прямой. Тут и без направленных антенн должно брать. И не надо ловить в лепесток диаграммы ничего. Увеличить мощность и чувствительность наземного оборудования, а бортовое максимально упростить и уменьшить. Тем более где будет происходить запуск? Если только в радиусе тех же 100 км не будет населёных пунктов. Иначе всё же нужна на ракете такого класса активная система стабилизации. Как вариант рядом со стартовым столом расположить антенну передающего маяка. На борту 3-4 антенны с разных сторон. При наклоне корпуса в ту или иную сторону возникает разность амплитуд (или фаз) на которую реагирует бортовая система управления и выравнивает положение ракеты.

необходимая мощность для работы на 10 км около 7 мВт.

Кстати с излучающей антеной - надо искать что-то с круговой поляризацией хотя бы одну из антен, а то кирдык, ракета вращаеться. Кстати надо посмотреть что там за модуляция, если какая-нибудь QAM - кирдык вторично.

Далее. 27 - это что-то совсем здоровое, я брал 24 (ну или та же на 27, только на краю луча )



На 100 км будет соотвественно в 100 раз мощнее - 0,7 Вт... гм, это я что ли на порядок ошибся? Или 10 дб набрал сам запаса?



Дык, там обе антены по 40 Дб (на 1,5 м).


 

Кстати -90 Дбм на 1 Мгц - это не так уж и хорошо, на 6-7 Дб ниже теоретического предела.

>Пересчет мощности на входе приемника из дБм в ватты осуществляется следующим образом.

Спасибо я в курсе Для меня важнее вспомнить расчет потерей в линии, там берут некую величину сразу на выход в дальнюю зону антены, и потом может просто как 1/r², а может для надземной линии (или там многолучевое) и не так. Здесь правда просто, но вот первоначальные потери я взял просто из калькулятора.

давайте сформулируем для начала, что должна передавать линия связи "с земли" и "на землю".

Начинать всеж с ТехЗадания с цифрами нужно - потом уж определимся с реализацией.


Что предполагается с земли передавать ???

Для обеспечения надежной связи нужно проетировать
связь на 3-5 кратное расстояние. IMHO

На такую мощность оборудование "страшно далеко от народа" по деньгам.
Так что по-паять все же придется.

Не нужно закладываться на направленые антены даже на земле - опять же изходя из простоты использования - все же направление на ракету сильно меняется в полете.

По поводу антенн:

Я как то ставил голубую подсветку в свой телефон Siemens SL45
и засканировал его детали

Антена его очень простая - выполнена на простой печатной плате медь посеребрена - работает этот телефон в диапазонах 900 и 1800 MHz - связь обеспечивает хорошую как и все Сименсы.



Сигнал подводится пружинным лепестком на левую площадку верхнего изображения.

С другой стороны антенны (изображение ниже) установлен вибратор - электрически ни к чему не подключается.

Я думаю такого типа антена оптимальна - так как довольно эфективна и обеспечивает хорошую связь во всех положениях телефона.

На рисунке есть отрезок 1 см для масштабирования.

А чем плоха простая штыревая антена. Она эффективнее чем эта укороченая.

Нашёл на AROCKET:

---

Here's a project that my grand nieces talked me into building with them.
A video camera, two transmitters and an altimeter stuffed into a 1.8"
dia. "toy" rocket. Sent back nice video from about 2000 feet on two
tenths of a Watt.

http://www.accenttech.com/rocketcam

Now, crank up the xmtr to full legal ham power, add an omnidirectional
xmt antenna, and high gain receiving antenna and who knows?

>> Кстати -90 Дбм на 1 Мгц - это не так уж и хорошо, на 6-7 Дб ниже теоретического предела.

Для полной ясности необходимо уточнить, для какой вероятности битовой ошибки указанная мощность.
Для приближения к пределу Шенона необходимо использовать турбокодирование (планируется к применению в связной аппаратуре 3-го поколения). Доступный ширпотреб указанного алгоритма не реализует.

Вообще IEEE 802.11b при модуляции Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) мощности передатчика 0.1 Вт антенне Flat Panel 16 dBi, 20 градусов Vertical /Horizontal обеспечивает связь на расстояние до 10 км (по данным производителей).

Guennady > Кто-то там говорил про гироскопы за 40 долларов???




http://home.earthlink.net/~briandiana/gyro555.jpg

у нах эта схема для механического гироскопа который перемещает движки переменных резисторов и три таймера 555 а сигнал подается на рулевые машинки для моделей.

Генадий! Если ты в штатах то посмотри гироскопы Murata или AnalogDev
на сайтах Arrow.com DigiKey.com - это основные продавцы в США для любитеолей электроники.

А потом сравни с ценой в platan.ru

Раскажи нам, и сам реши где их лучше купить.

В восьмой главе книги "П. Эльштейн. Конструктору моделей ракет.", которую я только что выложил, есть схемы передатчиков и приёмников для ракет. Уж очень они простые. А как на сегодняшний день, годятся ли они? И на что годятся?

Серж, ты помнишь удивлялся о странностях пары датчик магнитного поля - ОУ, я тебе говорил что твоя схема работать не должна, если считать ОУ идеальным.

Вот нашел интересную статью по ОУ и компараторам.

http://www.analog.com/library/analogDialog...comparator.html

А здесь расказано о том для чего гистерезис нужен и как его посчитать

http://www.analog.com/library/analogDialog...07/comparators/