Программно-аппаратный комплекс для исследования воздействия плазмы на радиотехнические системы спускаемого космического аппарата

С. А. Яшков; Яшков С. А.; Е. А. Прокопенко; Прокопенко Е. А.; И. А. Дема; Дема И. А.

doi:10.31857/S0032816224030242

Программно-аппаратный комплекс для исследования воздействия плазмы на радиотехнические системы спускаемого космического аппарата

Авторы: Яшков С.А., Прокопенко Е.А., Дема И.А.
Выпуск: № 3 (2024)
Страницы: 158-159
Раздел: ПРИБОРЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ В ЛАБОРАТОРИЯХ
URL: https://journals.rcsi.science/0032-8162/article/view/277695
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816224030242
EDN: https://elibrary.ru/OSTVXQ
ID: 277695

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Полный текст

Электромагнитное поле, возбуждаемое неоднородным плазменным потоком, образующимся вокруг спускаемого аппарата при его движении в плотных слоях атмосферы, способно критически влиять на функционирование бортовых радиотехнических систем. Наиболее эффективный способ исследовать данное воздействие плазмы — проведение натурного эксперимента в ходе летных испытаний спускаемых космических аппаратов (СКА). Данный способ не лишен и недостатков, в числе которых большие финансовые затраты и технические риски, связанные с возникновением нештатных ситуаций, а также низкая воспроизводимость однотипных условий полета. Лабораторные установки, позволяющие создавать близкие к реальным условия движения СКА, позволяют преодолеть указанные выше недостатки, хотя не в полной мере позволяют исследовать воздействие плазмы на радиотехнические системы. Одной из таких установок является разработанный в Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского программно-аппаратный комплекс (ПАК) “Приемно-передающий плазменный канал” для исследования воздействия плазмы на радиотехнические системы спускаемого космического аппарата, общий вид которого представлен на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид ПАК “Приемно-передающий плазменный канал”.

ПАК “Приемно-передающий плазменный канал” состоит из гиперзвуковой импульсной аэродинамической трубы ИТ-1М, приемной антенны типа “тройной квадрат”, передающей спиральной антенны, программно-определяемой радиосистемы компании National Instruments (NI USRP 2900, 70 МГц–6 ГГц) и персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ), объединенных в единый тракт управления и измерений физических параметров с помощью специального программного обеспечения. Состав и схема взаимодействия элементов ПАК представлены на рис. 2.

Рис. 2. Схема ПАК “Приемно-передающий плазменный канал” в составе гиперзвуковой аэродинамической трубы ИТ-1М.

Поскольку продолжительность процесса гиперзвукового обтекания потоком модели СКА cоставляет порядка 35 мс, на этом временном интервале проводилась оценка влияния плазмообразования на приемное устройство. В процессе проведения экспериментов осуществлялась непрерывная передача двоичного фазоманипулированного сигнала, разделенного по пакетам. Длительность передачи 1 пакета составляла примерно 10 мс, количество передаваемых отчетов в пакете — 5108, что соответствует 1277 информационным символам и общей скорости передачи информации 512 кбит/с. На один бит информации приходится 4 отсчета сигнала. За 1 эксперимент гарантировано передается 2 информационных кадра в условиях гиперзвукового обтекания. В результате обработки записанных данных принятого сигнала во время экспериментов получаются:

осциллограммы амплитуды сигнала в момент проведения пуска,
осциллограммы измеренного отношения энергии информационного символа к спектральной плотности средней мощности шума,
осциллограммы измерения ухода несущей частоты принятого сигнала,
скейлограммы распределения энергии по времени и частоте.