The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследований являются S (2-4 ГГц) и X (8-12 ГГц) диапазонные патч антенны на базе ZhF фрактала и конусообразная спиральная антенна, интегрированные с камерой наноспутника

The object of research, development or design (in Kazakh) : ZhF фракталы негізіндегі S (2-4 ГГц) және Х (8-12 ГГц) диапазонды, нано жерсеріктік камерамен біріктірілген патч антенналары және конус тәрізді спираль антенна

Aim of work (in Russian) : Разработка, создание и экспериментальное/компьютерное исследование новых антенных систем с функцией интегрирования с оптической системой, предназначенных для МКА, используемых в ДЗЗ.

Aim of work (in Kazakh) : Зерттеудің мақсаты қашықтықтан зондтауда қолданылатын шағын ғарыш аппараттарына арналған оптикалық жүйемен біріктіру функциясы бар жаңа антенналық жүйелерді әзірлеу, құру және эксперименттік/компьютерлік зерттеу болып табылады

Методы исследования (на русском) : Теоретические и численные методы разработки антенных систем для МКА ДЗЗ; Компьютерные и имитационные моделирования в программной среде CST Microwave Studio, HFSS Ansys; Экспериментальное исследование электродинамических характеристик антенн с использованием лабораторного комплекса состоящей из высокочастотного оборудования и устройств; Анализирование и сопоставление полученных результатов теоретических расчетов, компьютерной симуляции и экспериментальных измерений; Расчеты влияния системы интегрирования, путем апертурного совмещения, на систему МКА.

Методы исследования (на казахском) : Шағын қашықтықтан зондтау жерсеріктер үшін антенналық жүйелерді әзірлеудің теориялық және сандық әдістері; CST Microwave Studio, HFSS Ansys бағдарламалық ортасында компьютерлік және имитациялық модельдеу; Антенналардың электродинамикалық сипаттамаларын жоғары жиілікті аппаратура мен құрылғылардан тұратын зертханалық кешен арқылы эксперименттік зерттеу; Теориялық есептеулердің, компьютерлік модельдеу мен эксперименттік өлшемдердің алынған нәтижелерін талдау және салыстыру.

Obtained results and novelty (in Russian) : Конечным результатом проделанной работы является создания двухдиапазонных (S и X) патч антенн на базе фрактала Жанабаева (ZhF), интегрированные с камерой наноспутника ДЗЗ, путем апертурного совмещения, а также разработка и исследования конусообразной спиральной антенны, интегрированной с камерой наноспутника ДЗЗ, имеющая рабочие частоты в диапазонах L и S. Исследования влиянии системы интеграции антенны с камерой наноспутника на быстроту реагирования системы ориентации и энергетический бюджет КА. Новизна исследований заключается в создании новых типов антенн, которые по конструкции эффективно интегрируются с полезными нагрузками (оптические камеры ДЗЗ, звездные и солнечные датчики) в корпусе CubeSat. Данный способ сборки космического аппарата с применением разработанных антенн обеспечивает наименьшее время отклика и ориентации оптической системы с минимальными амплитудами, что также обусловливает минимальные затраты по энергопотреблению

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеудің жаңалығы дизайн бойынша CubeSat корпусындағы пайдалы жүктемелермен (ЖҚЗ оптикалық камералары, жұлдыз және күн сенсорлары) тиімді біріктірілген антенналардың жаңа түрлерін құруда жатыр. Әзірленген антенналарды пайдалана отырып, ғарыш аппаратын құрастырудың бұл әдісі оптикалық жүйенің минималды амплитудалары бар ең қысқа жауап беру уақытын және бағдарлануын, сонымен қатар аз энергия тұтынуды қамтамасыз етеді. Нәтижелердің қысқаша сипаттамасы – атқарылған жұмыстың түпкілікті нәтижесі қашықтан зондтау нано жерсеріктің камерасымен біріктірілген Жаңабаев фракталы (ZhF) негізінде қос жолақты (S және X) патч антенналарын құру болып табылады. Сонымен қатар нано жерсеріктік камерамен біріктірілген конус тәрізді, L және S диапазонды, бұрандалы антеннаны әзірлеу және зерттеу. Қашықтан зондтаушы нано жерсеріктің камерасы мен антеннаны біріктіру жүйесінің басқару жүйесі мен ғарыш аппаратының энергетикалық бюджетіне әсері зерттелді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Патч антенна была сделана из двустороннего стеклотекстолита FR-4 (диэлектрическая проницаемость ε_r=4.3) с толщиной 1,6 мм. Габаритные размеры антенны составляют 10см×10см и имеет вырезы с размером 9мм×9мм по четырем углам для соответствия к корпусу наноспутника. В середине антенны имеется круглое отверстие с диаметром 36 мм для объектива камеры. При необходимости можно увеличить до 39 мм. Проводящая область антенны сделан из меди, имеет форму анизотропного фрактала Жанабаева с вторым номером предфрактала.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Патч антенна екі қабатты шыны талшықты FR-4 (диэлектрлік өтімділігі ε_r=4,3) материалынан жасалды. Қалыңдығы 1,6 мм-ді құрайды. Антеннаның жалпы өлшемдері 10см×10см және наноспутниктің корпусына сәйкес келетін төрт бұрышында 9мм×9мм өлшемді қималары бар. Антеннаның ортасында камераның линзасы үшін диаметрі 36 мм болатын дөңгелек тесік бар. Қажет болса, оны 39 мм-ге дейін арттыруға болады. Антеннаның өткізгіш аймағы мыстан жасалған және екінші префракталдық саны бар анизотропты Жаңабаев фракталының пішініне ие.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные в рамках данного исследования антенные системы прежде всего имеют высокую ценность для отечественной отрасли космических технологий. На сегодняшний день ряд университетов, включая НАО “КазНУ им. Аль-Фараби”, НАО «Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева», Назарбаев Университет планируют запускать свои наноспутники. КазНУ им. Аль-Фараби реализовывает совместно с международной организацией ЮНИСЕФ образовательную программу UniSat, в рамках которой также предусмотрен запуск наноспутника стандарта CubeSat. В этой связи, внедрение разработанных антенных систем в отечественных космических аппаратах является весьма реальным. При этом, следует отметить, что все разработанные антенны должны пройти квалификационные испытания перед запуском.

Level of implementation (in Kazakh) : Осы ғылыми-зерттеу жұмысынының нәтижесі ретінде әзірленген антенналық жүйелер, ең алдымен, отандық ғарыштық технологиялар саласы үшін жоғары құндылыққа ие. Бүгінде бірқатар жоғары оқу орындары, соның ішінде әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, Ғұмарбек Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті және Назарбаев Университеті өздерінің наноспутниктерін жасап, орбитаға ұшыруды жоспарлап отыр. Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-і ЮНИСЕФ халықаралық ұйымымен бірлесіп, CubeSat стандартының наноспутнигін ұшыруды қамтитын UniSat білім беру бағдарламасын жүзеге асыруда. Осыларды ескеретін болсақ, жасалған антенналық жүйелерді отандық ғарыш аппараттарына енгізу мүмкіндігінің өте жоғары екенін байқаймыз. Сонымен бірге, барлық әзірленген антенналар іске қосу алдында біліктілік сынақтарынан өтуі керек екенін де атап өткен жөн.

Efficiency (in Russian) : Все параметры и характеристики разработанных антенн были сравнены с аналогичными (их не много) антеннами и были отмечены особенности и преимущества наших созданных прототипов. Эти сопоставления были приведены в опубликованных статьях. А также были проведены расчеты для определения эффективности по энергобюджету. В результате было доказано, что нами предлагаемая интегрированная система антенны с полезной нагрузкой, а именно с оптической камерой наноспутника ДЗЗ существенно снижает энерго расход космического аппарата.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген антенналардың барлық параметрлері мен сипаттамалары ұқсас (аз ғана) антенналармен салыстырылды және біз жасаған прототиптердің ерекшеліктері мен артықшылықтары атап өтілді. Бұл салыстырулар жарияланған мақалаларда айтылған. Сондай-ақ энергия бюджетінің тиімділігін анықтау үшін есептеулер жүргізілді. Нәтижесінде біз ұсынған пайдалы жүктемемен, атап айтқанда қашықтан зондтау наноспутникінің оптикалық камерасымен интеграцияланған антенна жүйесі ғарыш аппаратының энергия шығынын айтарлықтай азайтатыны дәлелденді.

Field of application (in Russian) : Область применения – отечественные и зарубежные отрасли космических технологий, предприятия, университеты и частные организации, занимающиеся созданием МКА формата CubeSat. Полученные результаты, особенно предлагаемый способ/метод интеграции приборов могут быть востребованы при сборке наноспутников, которые требуют большие ресурсы при малых объемах КА.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану аясы: ғарыштық технологиялардың отандық және шетелдік секторлары, CubeSat форматындағы шағын ғарыш аппараттарын құрумен айналысатын кәсіпорындар, университеттер және жеке ұйымдар. Алынған нәтижелер, әсіресе құралдарды біріктірудің ұсынылған әдісі/тәсілі шағын ғарыш аппараттарының көлемдері үшін үлкен ресурстарды қажет ететін нано жерсеріктерді құрастыру кезінде сұранысқа ие болуы мүмкін.