Коммерческое предложение
Проект по разработки фазированной антенной решетки (ФАР)
Предлагается создание рабочего прототипа (лабораторного макета) активной фазированной антенной решетки (ФАР) для приема спутникового телевизионного сигнала. Планируется в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ создать несколько рабочих антен для демонстрации технологии и отработки технологии их изготовления и сборки.
Обоснование разработки
ФАР является следующим поколением антен для приема спутникового телевизионного сигнала, которое придет на смену обычных офсетных спутниковых антенн - «тарелок». Современные технологии позволяют создать недорогую антенну, что делает проект экономически целесообразным для компании. Первичная установка спутникового оборудования станет проще и обойдётся абоненту дешевле, снизив порог подключения к услуге. Современный дизайн антенны не нарушит внешний вид фасада здания. Бесшовное переключение между спутниками и точное автоматическое наведение на них повысят качество сервиса. Кроме того, распределение каналов и пакетов между несколькими спутниками может увеличить доступную вещательную ёмкость.
Технические характеристики ФАР
ФАР взаимозаменяема с офсетной спутниковой антенной и работает с существующим ресивером без дополнительных изменений. Технические характеристики ФАР совпадают или превосходят характеристики офсетной антенны. Для прототипа предусматриваются следующие характеристики; численные значения и состав реализуемых функций уточняются в ходе НИОКР (указаны ожидаемые величины или диапазон величин):
Вид и размеры антенныПлоская антена с размерами сторон <= 60 см
Диапазон частот10,7 – 12,75 ГГц (Ku-диапазон)
Основной диапазон частот для спутниковое телевидение.
Диапазон установки угла места0...45°
Угол места представляет собой угол между горизонтом и линией, соединяющей антенну с спутником на небесной сфере. Этот диапазон определяет, в каких пределах антенна может быть наклонена или установлена по отношению к горизонту для получения наилучшего сигнала от спутника.
Коэффициент усиления(11,3 Ггц) - >= 34,5 дБ
Коэффициент усиления определяет, насколько сильную концентрацию сигнала сможет обеспечить антенна. Концентрация сигнала помогает сосредоточить его в одном конкретном направлении и сделать так, чтобы он рассеивался как можно меньше.
Ширина главного луча1,0°
Ширина луча спутниковой антенны — это угловой размер диаграммы направленности антенны (в градусах), в пределах которого сосредоточена основная энергия излучения или приема сигнала. Чем уже луч, тем сильнее антенна концентрирует сигнал (выше коэффициент усиления).
Тип поляризацииКруговая (левая L и правая R) и линейная (горизонтальная H и вертикальная V)
Поддерживаются все типы поляризации спутникового сигнала
Уровень кроссполяризациине более 30 дБ
Этот уровень показывает, насколько эффективно конвертер преобразует и обрабатывает сигналы разной поляризации, минимизируя при этом потери качества и снижая уровень помех.
Базовый офсетный угол19° – 26°
Угол наклона электрической оси антенны относительно её геометрической (центральной) оси. Из-за этого угла антенна при установке крепится почти отвесно (вертикально) к стене или мачте. Это удобно: на антене не скапливается снег и сохраняется эстетический вид фасада здания. Гарантируется, что при указанном размере антены и предельном угле отклонения луча сохранится заданный коэффициент усиления.
Коэффициент собственных шумов0,1 – 0,2 дБ
Любой усилитель добавляет к полезному сигналу собственные шумы, создаваемые его электронными компонентами. Чем ниже уровень этих шумов, тем чище сигнал на выходе. При ухудшении условий (ливень, мокрый снег, плотная облачность) полезный сигнал от спутника ослабевает, и собственные шумы электроники начинают его «перекрывать».
Электронное наведение луча в двух плоскостяхБез механического поворота антенного полотна
Сектор сканирования задаётся относительно нормали к плоскости решётки. В ходе НИОКР определяются предельные углы отклонения луча и допустимое снижение усиления на границах сектора.
Предельные углы отклонения луча±30°
Максимально возможные изменения направления луча при допустимых рамках снижения усиления на границах сектора.
Скорость электронного перенаведения< 5 секунд
Время изменения направления луча при переключении между спутниками в пределах сектора сканирования. Время перестройки самой ФАР измеряется отдельно от времени захвата сигнала ресивером; возможность бесшовного переключения проверяется для системы в целом.
Количество одновременно формируемых независимых лучей1
Антена может принимать сигнал единовремено только с одного спутника.
Рабочая температура-40 °C ~ +65 °C
Диапазон температур окружающей среды, в котором антенна должна сохранять работоспособность и заявленные характеристики. Для активной ФАР учитываются как внешняя температура, так и нагрев встроенной электроники.
Энергопотребление~10 Вт
Суммарная потребляемая мощность питания антены
Диапазон выходных частот950 ~ 2150 МГц
Стандартный диапазон для спутниковых ресиверов DVB-S2.
Частота гетеродина10,75 ГГц
Конвертер имеет два локальных гетеродина с частотами 9.75 ГГц (для нижнего поддиапазона 10.7–11.7 ГГц) и 10.6 ГГц (для верхнего поддиапазона 11.7–12.75 ГГц). Ресивер переключает между ними, подавая на кабель тональный сигнал 22 кГц: без тона работает нижний гетеродин, с тоном - верхний
Число независимых выходов1
Планируется сделать 1 выход для одного ресивера
Выходное сопротивление75 Ом
Выходное сопротивление 75 Ом обеспечивает согласование антенны со стандартным телевизионным коаксиальным кабелем и входом спутникового ресивера. Такое согласование уменьшает отражения сигнала в месте соединения и потери при его передаче от антенны к ресиверу.
Тип выходного разъемаF-тип (female)
Разъём F-типа (female — гнездо) предназначен для подключения коаксиального кабеля со стандартным F-штекером, используемым в спутниковом телевидении. Резьбовое соединение обеспечивает надёжное крепление кабеля и устойчивый электрический контакт.
Описание подключения и вид программного обеспечения
ФАР подключается к ресиверу вместо спутниковой антенны и работает с существующими приемниками без дополнительных изменений. ФАР и офсетная антена полностью взаимозаменямы. Абонент устанавливает ФАР на фасаде здания и подводит к ней дополнительный кабель питания. ФАР имеет bluetooth/wifi модуль, к которому можно подключиться при помощи смартфона. Абонент подключается к ФАР, используя мобильное приложение при помощи протоколов bluetooth или wifi. В мобильном приложении по текущей геопозиции и при помощи встроеного в антену мемс-датчика гироскопа восстаналивается пространственная ориентация антены и происходит загрузка профилей спутников. Антена самонастраивается на спутник из профиля. Ресивер получает сигнал и абонент может начать просматривать телеведение.
Основная функциональность мобильного приложения: подключиться к антене при помощи беспроводноой связи bluetoth или wifi; изменить координаты геопривязки ручным спосбом на карте или используя данные геопозиции телефона; выбрать спутник из списка, к которому можно подключиться; посмотреть качество сигнала и другие сопутствующие характеристики. Пошаговый мастер подключения поможет абоненту настроить свою антену.
Этапы и стоимость разработки
Над проектом будут трудиться эксперты высокого уровня: инженеры радиотехники, программисты встраиваемых систем и консультанты. Будут вовлечены лаборатории ведущих вузов страны, обладающие необходимым измерительным оборудованием и тестировочными стендами.
Как мы будем разрабатывать ФАР.
Proof of Concept (PoC, доказательство концепции)
Сначала мы разрабатываем доказательство концепции. Выполняем инженерные расчеты и выбираем элементную базу. Заказываем отладочные платы и проверяем на них проведенные расчеты. Сверяем, соответствуют ли результаты моделирования и характеристики модулей заявленным значениям. На данном этапе мы отработаем концепт единичного элемента в микро-массиве 3 × 3.
Расходы
ФОТ - 1 месяц * 500 тысяч рублей
Компоненты - отладочные платы, комплектующие - 100 тысяч рублей
Софт и лицензии - лицензия 1, лицензия 2, софт 1 (бесплатно - opensource версия), софт 2, AI-агенты - 300 тысяч рублей
Аренда измерительного и испытательного оборудования - 700 тысяч рублей
Итого 1,7 млн. рублей
Engineering Validation Tests (EVT, Инженерные испытания образцов)
Когда элементная база собрана, изготавливаем первый образец, где все элементы впервые собраны на одной печатной плате. Дальше мы производим несколько образцов платы и проверяем на недостатки. Например, у нас есть определенный источник питания, он вводит помехи — тогда с помощью образцов мы улучшаем или заменяем его. Новые образцы у нас будут уже с другим источником питания. То же самое с коннекторами и другими элементами: если они работают некорректно, заменяем на более надежные. На этом же этапе проводятся первые полевые испытания приема спутникового сигнала и подключение антены к тв-приемнику. Разрабатываем мобильное приложения для настройки антены.
Расходы
ФОТ - 4 месяца * 2 * 500 тысяч рублей = 4 млн. рублей
Компоненты - отладочные платы, комплектующие - 500 тысяч рублей
Софт и лицензии - лицензия 1, лицензия 2, софт 1 (бесплатно - opensource версия), софт 2, AI-агенты - 1,5 млн. рублей
Аренда измерительного и испытательного оборудования - 1,4 млн. рублей
Разработка мобильного приложения - 800 тысяч рублей
Итого 8,2 млн. рублей
Design Validation Test (DVT, Проверка конструкции)
При необходимости, адаптируем дизайн платы и оптимизируем расположение компонентов так, чтобы следующие этапы производства были быстрыми и надежными. Выпускаем первые лабораторные образцы для дальнейшего тестирования. Так как это штучное производство, стоимость одной антены высокая.
Расходы
ФОТ - 1 месяца * 500 тысяч рублей = 500 тысяч рублей
Производство - стоимость производства печатной платы, стоимость компонент, корпуса и сборки 1 антенты - 250 к руб * 4 антены ~ 1 млн. рублей
Итого 1,5 млн. рублей
Manufacturing Pilots (Production Validation Test, PVT, Пилотное производство)
Выпускают опытные продуктовые образцы перед массовым выпуском. Это этап, на котором проверяется, что изделие можно стабильно и с нужным качеством выпускать серийно. Здесь работа идет уже с собранными продуктовыми образцами, которые уходят в продакшн. Обычно если здесь и есть изменения, то незначительные.
Volume Production (Mass Production, MP, Серийное производство)
Массовое производство антен. Обычно если здесь и есть изменения, то незначительные.
При массовом производстве от 10 тысяч антен, стоимость одной антены упадет до 100–300 долларов
Общая стоимость разработки 17,1 млн рублей 1. Срок разработки 10 месяцев. На выходе получим несколько лабораторных макетов антен и отработанную технологию, готовую к массовому производству.
1 В итоговую стоимость входят «чистые» затраты на проект плюс логистика и командировочные расходы (10% от суммарной стоимости), риски 20%, налоги 20%.