LEO उपग्रह आणि एरोस्पेससाठी प्रगत RF आणि मायक्रोवेव्ह सोल्यूशन्स
अत्यंत विश्वसनीय, हलक्या वजनाच्या आणि तापमान-स्थिर घटकांसह पुढील पिढीच्या नक्षत्रांना सक्षम करणे
उद्योग क्षेत्राची सद्यस्थिती आणि समस्या
नवीन अंतराळ युगाच्या आगमनाने निम्न पृथ्वी कक्षेत (LEO) असलेल्या उपग्रह समूहांमध्ये अभूतपूर्व वाढ झाली आहे. तथापि,गुंतागुंतीचे अवकाश वातावरणयात मोठे अभियांत्रिकी अडथळे आहेत. जमिनीवरील दूरसंचार क्षेत्राच्या विपरीत, अंतराळ आणि उपग्रह अनुप्रयोग एका अत्यंत प्रतिकूल निर्वात पोकळीत कार्य करतात, जिथे तीव्र वैश्विक किरणोत्सर्ग, अणू ऑक्सिजनमुळे होणारी झीज आणि प्रक्षेपणाच्या टप्प्यात तीव्र यांत्रिक ताण असतो.
आरएफ आणि मायक्रोवेव्ह पॅसिव्ह घटकांसाठी, या अत्यंत प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितीमुळे कठोर कार्यान्वयन आवश्यकता निर्माण होतात. अभियंते सतत सामग्रीच्या भौतिक मर्यादांशी संघर्ष करत असतात. मुख्य अडचणी या गोष्टी कमीत कमी करण्याच्या अत्यावश्यक गरजेभोवती फिरतात.उपकरणांचे वजन आणि आकारमानविद्युत कार्यक्षमतेशी तडजोड न करता. कक्षेत ठेवलेल्या प्रत्येक अतिरिक्त ग्रॅममुळे इंधनाची गरज आणि मोहिमेचा एकूण खर्च अनेक पटींनी वाढतो.
शिवाय, LEO उपग्रह अंदाजे दर ९० मिनिटांनी पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालतात आणि थेट सूर्यप्रकाशाच्या तीव्र उष्णतेतून पृथ्वीच्या सावलीच्या गोठवणाऱ्या अंधारात वेगाने जातात. यामुळे असे वातावरण निर्माण होते, जिथे घटकांना अशा परिस्थितीतही परिपूर्ण वारंवारता स्थिरता आणि संरचनात्मक अखंडता टिकवून ठेवावी लागते.तापमानातील तीव्र चढउतार.
गंभीर पर्यावरणीय ताण
✦उच्च-कंपन प्रक्षेपण प्रोफाइल:उड्डाणादरम्यान घटकांनी तीव्र ध्वनिक आणि यांत्रिक धक्के सहन केले पाहिजेत.
✦व्हॅक्यूम आउटगॅसिंग:पदार्थांमधून अशी बाष्पशील संयुगे बाहेर पडता कामा नयेत, जी संवेदनशील ऑप्टिकल किंवा आरएफ पृष्ठभागांवर घनीभूत होऊ शकतील.
✦थर्मल सायकलिंग फटीग:जलद प्रसरण आणि आकुंचनामुळे सोल्डर जॉइंट्स आणि वेव्हगाईड संरचनांमध्ये सूक्ष्म भेगा पडतात.
एरोस्पेस आरएफमधील मुख्य आव्हाने
SWaP च्या अंतिम मर्यादा
आधुनिक उपग्रह पेलोड डिझाइनमध्ये, SWaP (आकार, वजन आणि शक्ती) हे अंतिम मापदंड आहे. पेलोडला कक्षेत प्रक्षेपित करणे प्रचंड खर्चिक असते, ज्यासाठी अनेकदा प्रति किलोग्राम हजारो डॉलर्स खर्च येतो. पारंपरिक RF घटक, विशेषतः उच्च-शक्तीचे फिल्टर्स, मल्टिप्लेक्सर्स आणि आयसोलेटर्स, विद्युत कार्यक्षमता आणि Q-फॅक्टर टिकवून ठेवण्यासाठी सामान्यतः जड पितळ किंवा जाड ॲल्युमिनियमपासून यंत्राने घडवले जातात.
सूक्ष्म आणि नॅनो-उपग्रहांच्या कडक वजन मर्यादा पूर्ण करण्यासाठी, तसेच उच्च आरएफ पॉवर पातळी हाताळण्याच्या क्षमतेशी तडजोड न करता, या निष्क्रिय घटकांची रचना करणे हे एक आव्हान आहे. लघुकरणामुळे अनेकदा वाढीव इन्सर्शन लॉस आणि उष्णता उत्सर्जनाच्या समस्या निर्माण होतात, ज्यामुळे एक जटिल अभियांत्रिकी विरोधाभास निर्माण होतो. याचे निराकरण करण्यासाठी नाविन्यपूर्ण पदार्थ विज्ञान आणि प्रगत विद्युतचुंबकीय सिम्युलेशनची आवश्यकता असते.
तापमानातील तीव्र चढउतार (-५५°से ते +१२५°से)
पृथ्वीच्या निम्न कक्षेत (LEO) असलेल्या उपग्रहांना अत्यंत तीव्र उष्णतेच्या वातावरणाचा सामना करावा लागतो. कक्षेत फिरत असताना, त्यांना थेट, अपरिष्कृत सूर्यप्रकाशाचा सामना करावा लागतो, ज्यामुळे पृष्ठभागाचे तापमान झपाट्याने वाढते आणि त्यानंतर लगेचच ग्रहणामुळे तापमान प्रचंड गोठते. यामुळे, उपग्रहांना कार्यरत राहण्यासाठी -५५°C ते +१२५°C पर्यंतच्या तापमानाची आवश्यकता असते.
आरएफ फिल्टर्स आणि कॅव्हिटी रेझोनेटर्सच्या बाबतीत, याचे योग्य व्यवस्थापन न केल्यास त्याचे गंभीर परिणाम होऊ शकतात. तापमानातील बदलांमुळे धातू प्रसरण पावतात आणि आकुंचन पावतात. कॅव्हिटी फिल्टरच्या भौतिक आकारमानातील अगदी सूक्ष्म बदलामुळेही त्याची केंद्र वारंवारता (सेंटर फ्रिक्वेन्सी) बदलू शकते, ज्यामुळे सिग्नलची गुणवत्ता खालावते, लगतच्या चॅनलमध्ये व्यत्यय येतो किंवा कम्युनिकेशन लिंक पूर्णपणे खंडित होते. या १८०-डिग्रीच्या तापमानातील फरकामध्ये विद्युत स्थिरता टिकवून ठेवणे हे एरोस्पेस आरएफ अभियांत्रिकीमधील सर्वात मोठ्या आव्हानांपैकी एक आहे.
आमचे अत्याधुनिक उपाय
RF/मायक्रोवेव्ह तंत्रज्ञानातील दशकांच्या संशोधन आणि विकासामधून, लीडर मायक्रोवेव्हने अंतराळ मोहिमांच्या कठोर वास्तवावर मात करण्यासाठी विशेषतः तयार केलेली स्वतःची उत्पादन तंत्रे विकसित केली आहेत.
हलके वेव्हगाईड आणि कॅव्हिटी फिल्टर्स
आमचे स्पेस-ग्रेड फिल्टर्स तयार करण्यासाठी आम्ही प्रगत थिन-वॉल ॲल्युमिनियम मिश्रधातू आणि विशेष कंपोझिट मटेरियलचा वापर करतो. अचूक सीएनसी मशीनिंग आणि स्ट्रक्चरल टोपोलॉजी ऑप्टिमायझेशनचा वापर करून, आम्ही स्ट्रक्चरल मजबुती कायम ठेवत अनावश्यक वजन कमी करतो.
परिणाम: पारंपरिक डिझाइनच्या तुलनेत वजनात ३०% पेक्षा जास्त लक्षणीय घट, ज्यामुळे थेट लॉन्च खर्चात घट होते.
अतुलनीय तापमान स्थिरता
-५५°C ते +१२५°C पर्यंतच्या तापमानातील चढ-उताराचा सामना करण्यासाठी, आमचे अभियंते विशेष तापमान भरपाई तंत्रांचा वापर करतात. यामध्ये इन्व्हार (एक निकेल-लोह मिश्रधातू, ज्याचा औष्णिक प्रसरणांक अद्वितीयपणे कमी असतो) आणि द्वि-धातू संरचनात्मक रचनांचा वापर समाविष्ट आहे, ज्या तापमानातील बदलांनुसार स्वतःहून दुरुस्त होतात.
परिणाम: उत्कृष्ट वारंवारता स्थिरता, ज्यामुळे 2ppm/°C पेक्षा कमी वारंवारता विचलन सुनिश्चित होते आणि तुमचे सिग्नल लक्ष्यावर अचूकपणे स्थिर राहतात.
उच्च-विश्वसनीयता कक्षीय दुवे
कक्षेत प्रणाली अयशस्वी झाल्यास खर्च कपातीचा काहीही उपयोग होत नाही. आमचे एरोस्पेस घटक प्रक्षेपणानंतरही टिकून राहतील आणि संपूर्ण मोहिमेच्या कालावधीत निर्दोषपणे कार्यरत राहतील याची हमी देण्यासाठी, त्यांची कठोर बहु-क्रिया विश्लेषण, औष्णिक निर्वात (TVAC) चाचणी आणि कंपन तपासणी केली जाते.
परिणाम: उपग्रह प्रक्षेपणाच्या पेलोड खर्चात प्रभावीपणे घट होते आणि कक्षेत दीर्घकालीन दळणवळण दुव्याची विश्वसनीयता सुनिश्चित होते.
