Челябинские умельцы "спиратили" антенну у американцев - удивительно, но смогли обогнать Китай

Челябинская компания разработала надувную спутниковую антенну по технологиям, которые используют американские военные. Она умещается в обычный чемодан и способна принимать и передавать сигнал даже в непроходимой глуши. Прототип сделали по заказу ростовского радиотехнического института и уже протестировали его на Южном Урале.

— Такой проект был в Соединённых Штатах Америки, — рассказывает директор компании "НЕБО" Артём Мазанов. — Их Министерство обороны разместило заказ на 36 таких антенн. Фотографии устройства попали в интернет. К нам обратились из радиотехнического института в Ростове-на-Дону и поинтересовались, сможем ли мы такую же антенну разработать. Но финансирования на неё нет. Я занимался ею лично за собственный счёт просто потому, что мне это было интересно — загорелся этой идеей. По сути, сейчас такие антенны есть только в США. И вот у нас появилась. Больше нигде их не видел… Антенна весит несколько десятков килограммов и в сложенном виде умещается в рюкзак. Мы её накачивали автоматическим насосом от сети, но спокойно можно и ручными накачать за 30 минут.


 

Американская компания GATR (Ground Antenna Transmit & Receive Technologies) с 2004 года занимается разработками в области спутниковых систем связи (ССС). Одним из наиболее значительных достижений этой фирмы стало создание компактных быстроразвертываемых надувных спутниковых антенн ISA (Inflatable Satellite Antenna). Их производство развернуто на предприятии в Хантсвилл, штат Алабама.

Конструктивно реализовано простое и изящное инженерное решение. Антенна представляет собой двухотсечную надувную сферу из радиопрозрачного материала. Внутри посередине сфера разделена воздухонепроницаемой металлизированной перегородкой отражателя антенны. Параболическая форма его зеркалу придается за счет создания соответствующего перепада давления между отсеками при надувании. Затем сфера ориентируется на спутник, закрепляется на поверхности земли и к ней подключается необходимое электронное оборудование (ВЧ-кабели, модем, система электропитания и др.). После установки компрессор автоматически нагнетает внутрь воздух, поддерживая в сфере заданное давление и его перепад между двумя отсеками. Для развертывания не требуется специальных инструментов, а трудозатраты при этом составляют 20 минут на одного человека. Для нескольких человек этот норматив сокращается, но не менее, чем 12 минут, необходимых для надувания сферы.

Антенны предназначены для наземного использования, совместимы с существующими и перспективными ССС. Их конструкция сочетает в себе преимущества передающих антенн с высоким коэффициентом усиления (высокая чувствительность и большая мощность передаваемого сигнала) и антенн с малой апертурой (портативность, оперативность развертывания, монтажа и наведения в подспутниковую точку). При этом по сравнению с антеннами традиционных типов они обладают значительно лучшими эксплуатационными и массогабаритными характеристиками, особенно в условиях быстрого развертывания или в суровых погодных и климатических условиях. В сложенном состоянии масса и объем надувных антенн не менее чем на 80% ниже, чем у систем с жесткими каркасами, что существенно снижает затраты на хранение и транспортировку.



Линейка продукции компании GATR сертифицирована для в коммерческого использования антенн диаметром 1,2, 1,8 и 2,4 метра с аппаратурой ССС четырех диапазонов: С (4,0-7,0 ГГц), X (7,0-10,7 ГГц), Ku (10,7-18,0 ГГц) и Ka (18,0-40,0 ГГц). Для использования в военных целях сертифицированы антенны диаметром 2,4 и 1,2 метра Х, Ка и Кu-диапазонов ССС Inmarsat, Intelsat, Paradigm, XTAR и WGS (Wideband Global SATCOM).

Надувная спутниковая антенна с 2,4-метровым параболическим зеркалом диаметром в развернутом состоянии и жесткие кофры для ее транспортировки

1,2-метровая антенна с рюкзаком и мягким чемоданом



Интересно, что по итогам испытаний в GATR отказались от дальнейшего уменьшения антенн ниже диаметра 1,2 метра, так как при этом массо-габаритные преимущества становятся несущественными.

Кроме того, после нескольких лет опытной эксплуатации компания GATR значительно изменила первоначальную концепцию применения своей продукции. Если ранее надувные антенны рассматривались только в качестве дополнения к системам с жестким каркасом для условий быстрого и мобильного развертывания, то в настоящее время считается, что такие антенные системы могут использоваться в качестве основных технических средств, способных в течение длительного времени обеспечивать устойчивую связь с космическими аппаратами как на геостационарных, так и на круговых или эллиптических околоземных орбитах.

4,6-метровые антенны с приводами слежения по углу места и горизонту

Не имея собственного опыта и значительных возможностей для самостоятельного продвижения продукции на мировом рынке, компания GATR продала лицензию на производство своих антенн корпорации Airbus Defence & Space.

В вооруженных силах США прототипы надувных антенн компании GATR испытывались с 2007 года. 

В горных условиях на высоте 3800 метров

В октябре 2011 года заключен контракт стоимостью 7,3 млн. долларов на проведение испытаний в соответствии с военным стандартом MIL-STD-810 (ряд лабораторных тестов и экспериментов, позволяющих перед принятием системы ВВТ на вооружение определить работоспособность и эффективность ее оборудования в различных неблагоприятных полевых условиях, в том числе: дождь, ветер, песок, пыль, стойкость к солнечным лучам, низким температурам и др.).

С этой целью несколько комплектов системы компания GATR безвозмездно передала ВС Канады в обмен на получение от них полученных результатов проверки работоспособности и эффективности системы в экстремальных климатических и погодных условиях высоких арктических широт. Испытания обеспечивал личный состав подразделений связи 35 бригады СВ Канады, включая эксплуатацию антенн при температурах до –42°C, в том числе, в арктическом учебном центре "Резольют-Бей".

 

 Антенна GATR на станции "Резолют-Бей" (Ш=74° 30’ С, угол места спутника 5° над горизонтом

Начиная с 2011 года системы спутниковой связи с надувными антеннами GATR приняты на вооружение Агентства по чрезвычайным ситуациям и Службы береговой охраны Министерства собственной безопасности США.

Надувные антенны GATR при ликвидации последствий стихийных бедствий на Гаити (слева) и в Пуэрто-Рико (справа)

Однако министерство обороны в течение длительного времени руководило доводкой новой системы, не принимая ее на вооружение, проводя испытания прототипов, произведенных в рамках мелкосерийного начального производства LRIP (Low Rate Initial Production) по программе T2C2 (Tactical Transportable Command Communication). Данная программа разрабатывается с целью создания аппаратуры мобильного тактического командного пункта с предоставлением спутниковых каналов связи небольшим подразделениям, действующим в районах с отсутствующей сетевой инфраструктурой. Программа T2C2 едина для всех видов вооруженных сил США. Заказы с компанией GATR на разработку новых станций подписали сухопутные войска, ВВС, корпус морской пехоты и объединенное командование ССО.

В январе 2014 года министерство обороны заключило с компанией GATR договор на 440 млн. долларов в счет будущих поставок станций спутниковой связи с надувными антеннами по программе T2C2 различным видам ВС США, в основном, сухопутным войскам, морской пехоте и подразделениям ССО, но определенную заинтересованность проявляли и в ВВС. Контракт относится к разряду так называемых "открытых", то есть, объемы поставок заранее не оговариваются, но в течение заявленного срока МО США может заказать любое количество систем в рамках указанной суммы.

Корпус морской пехоты в июле 2015 года первым подписал с GATR контракт о полномасштабном серийном производстве FRP (Full Rate Production) для поставки в войска 36 новых станций AN/TSC-212 с надувными антеннами диаметром до 2,4 метра.

Все оборудование станции размещается в пяти жестких кофрах, общей массой 167 килограммов. Оборудование включает надувные антенны диаметром 1,2, 1,8 и 2,4 метра и терминалы спутниковой связи M3-SE компании Cubic Global Defense для передачи данных внутри наземной сети проводным и беспроводным способом с использованием интернет-протоколов. Система AN/TSC-212 может обеспечивать голосовой и видео-связью, а также обменом информацией от десяти до 36 пользовательских устройств

Обеспечение связью в зоне высадки 12 тактических абонентов через станцию AN/TSC-212

В 2016 году в GATR смирились, что самостоятельно им не справиться с таким монстром, как ВПК США, поэтому они окончательно продались компании Cubic Corporation, с которой активно сотрудничали с самого начала при создании станцийAN/TSC-212. Уже в ее составе завершена разработка станций двух типов AN/TSC-232 и AN/TSC-233 для американской армии.

AN/TSC-232 (облегченный вариант) работает в Х-диапазоне спутниковой связи, является носимой станцией, и использует антенну диаметром 1,2 метра. Транспортируется расчетом из двух человек, развертывание антенны занимает 10 минут. Поддерживает несколько портов пользовательских сетей передачи данных NIPR, SIPR и Coalition Secret. Три порта доступны для каждого подключенного пользователя.

В AN/TSC-233 (тяжелый вариант) используется только антенна диаметром 2,4 метра для работы в Ка, Х и Кu-диапазонах. Обеспечивает высокую пропускную способность тактического сетевого расширения для небольших подразделений на значительном удалении от основных сил. Транспортируется в пяти жестких кофрах. Также поддерживает несколько портов NIPR, SIPR и Coalition Secret.

Военнослужащий 4-й пехотной (десантной) бригады "Спартан" 25-й пехотной дивизии армии США на испытаниях станции AN/TSC-233 (база Элмендорф-Ричардсон, Аляска, март 2017)

В октябре 2017 г. объявили о продаже надувных спутниковых антенн Cubic GATR для армии Новой Зеландии.

А в январе 2018 года ВС США объявили о полномасштабном серийном производстве FRP (Full Rate Production) в течение года более 800 станций для 15 соединений армии США. Первыми завершили оснащение новой аппаратурой связи с надувными антеннами подразделения 3-й пехотной бригады 82-й воздушно-десантной дивизии.