Лабораторный стенд «Спутниковая связь»

ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД «СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ» 🛰

Лабораторный стенд предназначен для обучения, исследования и практических экспериментов в области спутниковых технологий, GPS и GSM связи.

Основные цели и задачи стенда включают:

1. Обучение студентов:

• Предоставление практических навыков и знаний о принципах работы спутниковых систем связи.

• Изучение характеристик и параметров сигналов спутниковой связи, GPS и GSM.

• Проведение лабораторных работ по настройке, калибровке и анализу систем спутниковой связи.

2. Научные исследования:

• Проведение исследований по разработке и оптимизации технологий спутниковой связи.

• Изучение влияния экранирования и помех на параметры и качество сигналов.

• Исследование взаимодействия спутниковых систем с наземными станциями и другими элементами инфраструктуры.

3. Тестирование и калибровка:

• Тестирование и калибровка приёмных и передающих устройств спутниковой связи.

• Проверка и настройка оборудования для обеспечения надёжной и стабильной работы.

• Диагностика и устранение неисправностей в системах спутниковой связи, GPS и GSM.

4. Сбор и анализ данных:

• Сбор данных о параметрах сигналов и их анализ для дальнейшего использования в исследованиях и разработках.

• Проведение экспериментов и анализ результатов для улучшения существующих технологий.

Лабораторный стенд «Спутниковая связь» предоставляет уникальные возможности для комплексного изучения и развития технологий спутниковой связи, обеспечивая высокое качество обучения и исследований в этой области. 🚀

Анализатор сигналов спутниковой связи:

• Высокочувствительный анализатор для приёма и анализа сигналов спутниковой связи.

• Функции спектрального анализа, демодуляции и декодирования полученных сигналов.

• Диапазон частот: 1 МГц–10 ГГц.

• Динамический диапазон S32: 84 дБ и динамический диапазон S12: 55 дБ.

Имитатор и анализатор GPS сигналов:

• Имитатор GPS сигналов, способный воспроизводить сигналы GPS для тестирования и калибровки оборудования.

• Анализатор, обеспечивающий приём и обработку GPS сигналов для оценки точности и надёжности навигационных систем.

Генератор и анализатор GSM сигналов:

• Генератор для воспроизведения GSM сигналов, используемых в мобильной связи.

• Анализатор для приёма и анализа GSM сигналов, включающий функции проверки качества связи и анализа помех.

• Использует технологию TDR для наглядного отображения распространения сигнала.

• С помощью программного обеспечения можно увидеть осциллограмму и диаграммы направленности сигнала.

Камеры экранирования сигнала:

• Три камеры экранирования, изготовленные из различных материалов (гипсокартон, оконные рамы, бетон).

• Регулируемые механизмы для открытия и закрытия камер, позволяющие изменять уровень экранирования и силу сигнала.

• Возможность проведения экспериментов по изучению влияния различных материалов и уровней экранирования на характеристики сигнала.

Программное обеспечение «Виртуальная система обучения монтажу и настройке спутниковых антенн» 🖥

Этап 1 — Выбор места установки:

• Виртуальная среда включает различные локации (крыша здания, частный дом, открытое поле).

• Пользователь должен выбрать место установки, учитывая отсутствие препятствий (деревья, здания, линии электропередач).

• Если место выбрано неправильно (например, на пути сигнала присутствуют преграды), система уведомляет пользователя о проблеме, а уровень сигнала остаётся низким даже при точной настройке.

Этап 2 — Монтаж антенны:

• Антенна поставляется в разобранном виде, и пользователь должен последовательно выполнить следующие действия:

1. Закрепить кронштейн на стене/крыше.

2. Собрать параболическую тарелку, прикрепить к кронштейну.

3. Установить конвертер (LNB) на антенну.

4. Проложить кабель и соединить его с антенным входом ресивера.

Этап 3 — Подключение и настройка сигнала:

• После установки пользователь подключает спутниковый измерительный прибор (SatFinder или аналог).

• Интерфейс прибора отображается в VR, где пользователь может:

  • Выбрать частоту спутника.

  • Ориентировать антенну по азимуту, углу места и поляризации.

  • Контролировать уровень сигнала, корректируя положение антенны.

  • Если пользователь неверно выбрал место установки, сигнал будет слабым, и потребуется переместить антенну.

Этап 4 — Симуляция погодных условий: ☀️🌧❄️

• Виртуальная среда включает возможность изменения погодных условий, влияющих на процесс установки и качество сигнала:

  • Ясная погода – идеальные условия для установки и настройки.

  • Дождь – повышенная влажность может влиять на качество сигнала, ухудшая его на несколько процентов.

  • Снег – мокрый снег может накапливаться на антенне, снижая уровень сигнала.

  • Высокая облачность.

• Пользователь может настраивать погодные условия вручную или система случайным образом задаёт сценарий.

Этап 5 — Завершение задания:

• После достижения оптимального сигнала система подтверждает успешную настройку.

• Пользователь получает финальную оценку, основанную на:

  • Верности выбора места.

  • Точности монтажа.

  • Времени, затраченном на настройку.

  • Учёте погодных факторов.

Технические характеристики 💻

• Графика: реалистичные 3D-модели антенн, приборов, инструментов и окружающей среды.

• Физика: реалистичная симуляция крепёжных элементов, движения антенны, реакции на ветер, снег, дождь.

• Аудио: озвученные инструкции, звуки крепёжных инструментов, отклик от измерительного прибора, погодные эффекты.

• Интерфейс: интуитивное управление с контроллерами VR, отображение данных прибора в 3D-интерфейсе.

• Логика: реализация алгоритмов расчёта видимости спутников, влияния препятствий на сигнал, уровня помех, учёта погодных условий.

Технологический стек ⚙️

• Движок: Unreal Engine (с поддержкой VR).

• Модели и анимация: 3ds Max.

• Физика: Unreal Physics.

• Система взаимодействия: SteamVR API.

• Язык интерфейса ПО – казахский и русский.

Комплектация 💼

Персональный компьютер:

• Процессор: 6 ядер, тактовая частота 2.8 ГГц.

• Оперативная память: 8 ГБ DDR4.

• Графический процессор: видеокарта с 6 ГБ видеопамяти, поддержкой DirectX 12 и аппаратного рендеринга VR.

• Накопитель: SSD 250 ГБ.

• Операционная система: Windows 10 (64-bit) или новее.

• Порты и интерфейсы: USB 3.0 для подключения VR-гарнитуры.

Очки виртуальной реальности:

• Дисплей: 2 × LCD с разрешением 2064 × 2208 пикселей на глаз.

• Частота обновления: 90 Гц (с поддержкой 120 Гц в некоторых режимах).

• Процессор: Qualcomm Snapdragon XR2 Gen 2.

• Оперативная память: 8 ГБ.

• Встроенная память: 128 ГБ (версии 256 и 512 ГБ).

• Оптика: панель Pancake Lens для улучшенного качества изображения и меньшей толщины гарнитуры.

• Отслеживание: встроенное 6DoF (шесть степеней свободы) без внешних сенсоров.

• Контроллеры: Meta Touch Plus с тактильной обратной связью и улучшенным отслеживанием.

• Порт подключения: USB-C для зарядки и передачи данных.

• Беспроводные возможности: Wi-Fi 6E для низкой задержки в Air Link / Quest Link.

• Bluetooth 5.2 для подключения аксессуаров.

• Аккумулятор: 2–3 часа автономной работы.

• Поддержка проводного и беспроводного ПК-VR: Oculus Link (через USB-C), Air Link / Virtual Desktop для беспроводного стриминга VR с ПК.

• Функции смешанной реальности (MR): полноцветный сквозной режим (Passthrough), автоматическое построение карты пространства.