Infocommunications and Radio Technologies Infocommunications and Radio Technologies ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2587-9936 69537 10.29039/2587-9936.2023.06.2.13 Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) ELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONS (2.2) Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) Twofold Reserved Solid-State Amplifier of UNF Power for Onboard Equipment of Spacecraft’s Двукратно резервированный твердотельный усилитель СВЧ-мощности для бортовой аппаратуры космических аппаратов Алыбин Вячеслав Георгиевич Alybin Vyacheslav Georgievich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Авраменко Сергей Владимирович Avramenko Sergey Vladimirovich avramenko.gv@spacecorp.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 АО «Российские космические системы» Москва Россия JSC “Russian Space Systems” Moscow Russian Federation АО «Российские космические системы» Москва Россия JSC “Russian Space Systems” Moscow Russian Federation 26 06 2023 26 06 2023 6 2 166 176 17 06 2023 20 06 2023 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/69537/view

Рассмотрены наиболее сложные в реализации структурные схемы и варианты известных и предложенной конструкции двукратно резервированного твердотельного усилителя СВЧ мощности (РТУМ) для бортовой аппаратуры космических аппаратов, работающих в одном из частотных диапазонов L, S, C, X, K в сеансном режиме при включенном одном из трех входящих в его состав усилителей. Отмечены современные ключевые требования к РТУМ: срок активного существования не менее 10 лет при вероятности безотказной работы не менее 0,995, минимизация массы и габаритов, включая площадь, занимаемую РТУМ на термостатированной плите (ТСП), при которой средняя плотность теплового потока на нее порядка 0,2 Вт/см2. Показаны достоинства и недостатки «двухэтажных» конструкций и конструкций с вертикальным расположением плат усилителей мощности по отношению к ТСП. Предложен РТУМ, в котором его составные части (СЧ) с большим тепловыделением и непосредственно связанные с ними СЧ размещены на основании корпуса РТУМ, установленного на ТСП через термопроводящую прокладку, а все остальные СЧ расположены на боковых стенках корпуса. С их внешних сторон размещены коаксиальные разъемы входов и выходов СВЧ сигналов, разъемы для подачи электропитания, управления телеметрии и штенгель для герметизации РТУМ. Предложенный РТУМ удовлетворяет всем отмеченным требованиям, проще по конструкции и имеет меньший вес. Усилитель перспективен для использования в бортовой аппаратуре, включая командно-измерительные системы.

The paper considers a block diagram, known constructions, and proposed design of a twofold reserved solid-state microwave power amplifier (RSSPA) for space-craft onboard equipment. Modern requirements of the RSSPA to a thermostatically controlled plate (TCP) used to remove heat from only one amplifier of the RSSPA are stated. The advantages and disadvantages of “two-storey” constructions and design with vertical positioning of power amplifier boards with respect to the TCP are shown. The paper proposes the RSSPA, in which its components with a high heat dissipation and the components directly connected with them are placed on the base of the RSSPA case mounted on the TCP via a thermally conductive pad, and all other components are placed on the side walls of the case. Its design is simpler and lighter. The proposed RSSPA is perspective for spacecraft onboard equipment including command and measurement systems.

 резервированный троированный твердотельный усилитель СВЧ мощности термостатированная плита космического аппарата источники вторичного электропитания тепловыделение срок активного существования масса габариты double redundant solid-state power amplifier microwave power thermostatically controlled plate spacecraft secondary power supply source active operating life mass dimensions

Алыбин В. Г., Сёмочкин А. С. Бортовые твердотельные СВЧ-усилители мощности будущего для командно-измерительных систем // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2016. Т. 3, вып. 3. С. 89-97. V. G. Alybin and A. S. Syomochkin, “Onboard Microwave Solid-State Power Amplifiers for Future Command and Measurement Systems.” Rocket-Space Device Engineering and Information Systems, vol. 3, pp. 89-97, 2016. (In Russ.). DOI: 10.17238/issn2409-0239.2016.3.89. Гуляев В. И., Глазунов В. В., Зыкова Г. С., Мякишев Ю. Б., Мончарес Н.В. Усилитель с выходной мощностью 15 Вт диапазона 8,5-12,5 ГГц на GaN КМИС. В сб. : 22-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» - КрыМиКо’2012 (Севастополь, 10-14 сент. 2012 г.). 2012. С. 72-73. V. I. Gulyaev, V. V. Glazunov, G. S. Zukova, Y. B. Myakichev, and N. V. Monchares, “Amplifier with Power 15 W, 8,5-12,5 GHz on GaN CMIS,” in : 22nd International Crimean Conf. “Microwave and Telecommunication Technology,” Sevastopol, 2012. pp. 72-73. (In Russ.). Алыбин В. Г., Сёмочкин А. С., Рожков В. М., Авраменко С.В. Особенности конструкции усилителей СВЧ мощности для служебных систем космических аппаратов // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2022. Т. 5, № 1. С. 70-78. V. G. Alybin, A. S. Syomochkin, V. M. Rogkov, and S. V. Avramenko, “Major Items of Construction Amplifiers of UHF Power for the Auxiliary Systems of Spacecrafts.” Infocommunications and Radio Technologies, vol. 5, no. 1, pp. 70-78. (In Russ.). doi: 10.29039/2587-9936.2022.05.1.05. Коновалов С. Д., Тазиков А. А., Алыбин В.Г. Повышение надежности и улучшение массогабаритных параметров усилителя мощности СВЧ для бортовой аппаратуры командно-измерительных систем. В сб. : «Будущее российской космонавтики в информационных разработках молодых ученых и специалистов предприятий ракетно-космической промышленности Московской области. По итогам науч.-практич. конф... (Королев, 4-6 апреля 2011 г.). 2012. Ч. 1. С. 118-120. S. D. Konovalov, A. A. Tazikov, and V. G. Alybin, “Reliability rise and improvement of mass-gabarit parameters of onboard Equipment command and measurement systems,” in : Science-practice Conf. of young scientists. Rocket-Space Industry (Korolyov, April 4-6, 2011), Part 1, 2012, pp. 118-120. (In Russ.). Алыбин В. Г., Сёмочкин А. С. Управление современными автоматическими космическими аппаратами. В сб. : 28-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» - КрыМиКо’2018 (Севастополь, 9-15 сент. 2018 г.). 2018. Т. 2. С. 272-284. V. G. Alybin and A. S. Syomochkin, “Directional of modern automatic Spacecrafts.” 28th Intern. Crimean Conf. “Microwave and telecommunication technologies” (Sevastopol, Sept. 9-15, 2018), vol. 2, pp. 272-284. (In Russ.). Делитель мощности 2×3, 3×2 для бортовой аппаратуры космических аппаратов : пат. 2766843 Рос. Федерация № 2021104707 ; заявл. 25.02.2021 ; опубл. 16.03.2022, Бюл. № 8. 9 с. S. A. Zarapin et al., Pat. No. 2766843 (RF), “Power divider 2×3, 3×2 for spacecraft onboard Equipment.” Bull. of Inventions, no. 8, 2022. (In Russ.). Делитель мощности 3×3 для бортовой аппаратуры космических аппаратов : пат. 2693877 Рос. Федерация № 2018141772 ; заявл. 27.11.2018 ; опубл. : 05.07.2019, Бюл. № 19. 8 с. V. G. Alybin et al., Pat. No. 2693877 (RF), “Power divider 3×3 for onboard equipment spacecraft’s,” Bull. of Inventions, no. 19, 2019. (In Russ.).