Термокомпенсированные кварцевые генераторы NDK для аварийных радиобуев и аварийно-спасательных радиомаяков, соответствующих требованиям Коспас-Сарсат

16 Фев 2017

(Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №4 2016)

Скачать статью в формате PDF (254 КБ)

---

КОСПАС-САРСАТ — международная спутниковая поисково-спасательная система, которая разработана для оповещения о бедствии и местоположении персональных радиомаяков и радиобуев, установленных на судах и самолетах, и используется в случае аварийных ситуаций. Аббревиатура КОСПАС-САРСАТ, или COSPAS-SARSAT, расшифровывается как «космическая система поиска аварийных судов и поиск и спасание с помощью спутников». Официально проект начал действовать после подписания в ноябре 1979 года Меморандума о взаимопонимании. Участники — организаторы проекта: СССР, Франция, Канада и США.

 

Описание системы КОСПАС-САРСАТ

Основная концепция системы КОСПАС-САРСАТ представлена на рис. 1.

Система содержит:

• аварийные радиомаяки (АРМ/ELTs) для авиационного использования, аварийные радиобуи (АРБ/EPIRBs) для морского применения и персональные радиобуи (ПРБ/PLBs), которые передают сигналы в аварийной ситуации;
• 

  Рис. 1. Концепция системы КОСПАС-САРСАТ

  оборудование на борту спутников, находящихся на геостационарной орбите (ГЕО/GEOSAR) и низкой околоземной орбите (НОО/LEOSAR), которое позволяет обнаруживать сигналы, передаваемые аварийными радиобуями;
• наземные приемные станции, называемые станциями приема и обработки информации (СПОИ/LUTs), которые получают и обрабатывают сигналы со спутников для генерирования аварийных сообщений;
• координационные центры системы (КЦС/MCCs), которые получают аварийные сообщения от СПОИ и направляют их в спасательно-координационные центры (СКЦ/RCCs), точки контакта для поиска и спасания (ТКПС/SPOCs) или другие КЦС.

Система КОСПАС-САРСАТ предусматривает три типа спутников:

• спутники на низкой околоземной орбите (НОО), которые формируют низкоорбитальную систему спутниковой связи для поиска и спасания (НССПС/LEOSAR);
• спутники на средней околоземной орбите Земли (СОО), которые формируют среднеорбитальную систему спутниковой связи для поиска и спасания (СССПС/MEOSAR) — выход на полную эксплуатационную готовность запланирован на 2018 год;
• спутники на геостационарной орбите Земли (ГЕО), которые формируют геостационарную систему спутниковой связи для поиска и спасания (ГССПС/GEOSAR).

Система КОСПАС-САРСАТ наглядно показала, что элементы систем ГССПС и НССПС дополняют друг друга. К примеру, система ГССПС может подать почти мгновенный сигнал бедствия в зоне видимости геостационарного спутника, в то время как система НССПС:

• покрывает полярные районы, которые находятся вне видимости геостационарных спутников;
• может рассчитать местоположение бедствия, используя метод доплеровского определения координат;
• поскольку спутники постоянно находятся в движении по отношению к радиобую, то система НССПС менее чувствительна к препятствиям, которые могут блокировать передачу сигнала радиобуя в данном направлении.

Система КОСПАС-САРСАТ детектирует радиобуи на частоте 406 МГц. Спутниковая обработка устаревших аналоговых сигналов 121,5 МГц прекращена 1 февраля 2009 года.

 

Аварийные радиобуи

Частоты в диапазоне 406,0–406,1 МГц специально выделены для аварийных радиобуев, работающих со спутниковыми системами КОСПАС-САРСАТ.

Радиобуи КОСПАС-САРСАТ, действующие на частоте 406 МГц. Специально разработаны в системе НССПС. Относительно радиобуев старого типа (121,5 МГц) у них значительно улучшены характеристики. Новые модели более сложны, согласно специфическим требованиям по стабильности передаваемой частоты и использованию цифрового сообщения, которое позволяет передавать закодированные данные, в том числе уникальный идентификатор радиобуя.

Начиная с 1997 года стало возможным использование радиобуев 406 МГц второго поколения, которые позволяют передавать в сообщении 406 МГц закодированную информацию о местоположении, полученную радиобуем от глобальных навигационных спутниковых систем с помощью внутреннего или внешнего навигационного приемника. Данный тип радиобуев особенно вписывается в систему ГССПС, которая иначе не способна передавать информацию о местоположении.

Типы радиобуев:

• аварийные радиомаяки (АРМ) / Emergency Locator Transmitter (ELTs) для воздушных судов;
• аварийные радиобуи (АРБ) / Emergency PositionIndicating Radio Beacons (EPIRBs) для морских судов;
• персональные радиобуи (ПРБ) / Personal Locator Beacons (PLBs).

В настоящее время зарегистрировано 50 производителей аварийных радиобуев различного типа. Одним из самых важных элементов радиобуя является опорный кварцевый генератор. Производители используют генераторы, которые отвечают требованиям стандарта КОСПАС-САРСАТ по одобрению типа аварийных радиобуев 406 MГц C/S T.007.

 

Требования к опорному генератору, который используется в составе буя

Производителю генератора необходимо предоставить следующую информацию для изготовителя радиобуя:

• тип генератора и спецификацию на него;
• долговременная стабильность генератора должна быть подкреплена данными (например, результатами испытаний изготовителя генератора), предоставленными изготовителем радиобуя испытательному комплексу;
• предельные технические данные по среднесрочной нестабильности частоты (MTS);
• результаты измерений и технический анализ в целях обоснования того, что средневременная стабильность будет находиться в пределах технических требований спустя 5 лет.

Компания NDK имеет огромный опыт по разработке и массовому производству термокомпенсированных кварцевых генераторов (TCXO) для различных применений, поэтому в 2016 году компания решила освоить выпуск генератора, который отвечает требованиям системы КОСПАС-САРСАТ, и тем самым расширить область применяемости своих изделий.

Генераторы доступны в двух типоразмерах: 7×5 мм (серия NT7050BC) и 5×3,2 мм (серия NT5032BA). Примеры освоенных частот: 12,688656; 12,68865625; 12,68828125; 12,688375; 12,688750 МГц и т. д. Подробная характеристика кварцевых генераторов NT7050BC и NT5032BA представлена в таблице 1.

Рис. 3. Сводный график температурной нестабильности частоты, среднесрочной нестабильности частоты и остаточного ухода частоты для генератора NT7050BC (12,68875 МГц)

Рис. 4. График кратковременной нестабильности частоты для генератора NT7050BC (12,68875 МГц)

 

Заключение

На сегодняшний день компания NDK занимает лидирующие позиции среди мировых производителей кварцевых генераторов, в том числе первое место по производству TCXO и кварцевых резонаторов для автомобильного рынка. Компания выполняет полный спектр работ — от выращивания кристаллов для резонаторов до проектирования, разработки и массового производства, что позволяет ей предлагать массовую продукцию по лучшим ценам.

NDK предоставляет бесплатные образцы своих изделий, полную техническую поддержку, в том числе рекомендации по выбору компонентов, опираясь на свой богатый опыт, а также услуги по проведению тестов в своей лаборатории на совместимость микросхем и кварцевых резонаторов на платах клиентов.

Компания PT Electronics является официальным дистрибьютором NDK на территории РФ и Украины. Получить техническую поддержку по выбору и использованию компонентов NDK, а также заказать бесплатные образцы и продукцию NDK можно, обратившись в офис компании или по адресу: passive@ptelectronics.ru.

 

Литература

1. Информационный бюллетень КОСПАС-САРСАТ. 2015 Вып. № 26
2. SPECIFICATION FOR COSPAS-SARSAT 406 MHz DISTRESS BEACONS C/S T.001, Issue 3 — Revision 14. October 2013
3. COSPAS-SARSAT 406 MHz DISTRESS BEACON TYPE APPROVAL STANDARD C/S T.007, C/S T.007. Issue 4 — Revision 10. December 2015
4. www.cospas-sarsat.int/ru/leosar-doppler-accuracy-table/cospas-sarsat-system
5. Спецификация NDK на термокомпенсированные кварцевые генераторы серий NT7050BC и NT5032BA