Workshop 3° Bando ASI per le PMI 25 Luglio 2013
Progetto di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale
SANAV Ku/Ka Sviluppo Antenna Avionica banda Ku/Ka
per Ultraleggero/UAV 1
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Introduction Progetti Speciali Italiani Srl (PSI) has been incorporated at the beginning of 2006 with the declared purpose to introduce new system concept in the sectors of Aerospace, Defence, Security and Energy PSI industrial base is formed by : • Information Technologies Services srl • Mediterranea Elettronica srl • LAER Spa • NHOE Srl • SICILSAT Communications Srl • direct participation of Italian Aerospace Managers
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PSI is an Italian SME 100% owned by Italian shareholders with a reference turnover of about 15 MEuro with about 200 specialized operators
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PSI Operations and Organization The Company is established with the declared intention to act as a System Overlay of the actual capability of the parent companies. The purpose is to address the subsystem capabilities of the parent companies toward the development of new and advanced systems in the Aerospace, Defence, Security and Energy sectors PSI acts at coordination and management level from the offices of Via Monte Santo 2 in Rome, then full utilizing all the operational capabilities and assets of the parent companies, based respectively at:
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• ITS Srl, - Via dell’Oceano Atlantico 18, 00144 Roma • MED-EL - Via delle Monachelle 66, 00040, Pomezia • LAER - Via Caracciano 5, 82011 Airola (Bn) • NHOE – Via Luigi Perna 51, 00142 Roma • SICILSAT Communications - Via della Resistenza, 44, 95030 Pedara (CT)
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Following picture represents the first operational management level of PSI
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References ALTA Spa Ansaldo Energia Nucleare Spa Agenzia Spaziale Italiana Centro Italiano Ricerche Aerospaziali European Space Agency FILAS Italian Air Force Italian Space Agency King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST) NATO Agencies Rheinmetall Italia Spa16 Sogin Spa Thales Alenia Spazio Italia Spa Telespazio Spa Università degli Studi di Pisa - Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Università di Roma 3 – Dipartimento di Fisica Università di Roma La Sapienza – Dipartimento Ingegneria Chimica, Materiali Ambiente
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• Proge&azione ele&ronica • Proge&azione Radio Frequenza • Firmware • Analisi matematiche dei segnali • Sbroglio PCB
Hardware & Software
• Modellazione a 3 Dimensioni • Prototipazione Virtuale • Simulazioni cinematiche • Analisi Termo-‐‑Stru&urali
Ingegneria Meccanica
Reparto di Ricerca e Sviluppo Proge&azione
• Analisi dei requisiti • Proge&azione secondo standard internazionali • Documentazione
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Organizzazione di Costruzione Interna
• Officina Meccanica
• Costruzione PCB in RF per lo Spazio
• Cablaggio
• Assemblaggio Integrazione e Test
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!
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Prodotti e Servizi
Anti Terrorism Civilian Vehicles
Fully funtional Command and Control Shelter
Telecommunication Systems
!
Ballistic
CBRNe
Electronics Systems
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Stazioni Mobili
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Immagini dai campi della Protezione Civile nella gestione del Sisma
Veicoli strategici
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TROLLEY COMMUNIPACK
ANTENNA DRIVE-‐‑AWAY
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Antenne e Stazioni Mobili
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SAT Modem
Firewall/Router
ACU
switch
AP WiFi
Controllo servizi di bordo
WEB/E-mail
VPN
UTENTI
Trolley
Network
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SAT Modem
Firewall/Router
ACU
switch
Client Videoconferenza
AP WiFi
VPN
WEB/E-MAIL
VOIP
switch
Server Radio
Tetra Rete VHF
Controllo servizi di bordo
Altra Rete GSM Rete
telefonica
UTENTI
Rete UHF
AP WiFi
Mobsat
Network
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SAT Modem
Ka
ACU
switch
Client Videoconferenza
HOT SPOT WiFi
VPN WEB/E-MAIL
VOIP
Server Radio
Tetra Rete VHF
Controllo servizi di bordo
Altra Rete GSM Rete
telefonica
Stampante
WEB/E-MAIL WEB/E-MAIL
UTENTI A BORDO
Stazione Mobile
SAT Modem
Ku Rete UHF
Firewall/Router
Network
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Apparati Speciali
DALLA MECCANICA AL COLLAUDO
APPARATI COSTRUITI SECONDO I MIL STD
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CLASSE II for special products manufacturing
Area Riservata CLASSE I For documents
Area: 20 m2 Temperature: 21°C +/- 2°C Humidity: 55% Harmored access door Documents cage
Aree riservate per i prodo&i particolari
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SANAV Ku/Ka
Sviluppo Antenna Avionica banda Ku/Ka
per Ultraleggero/UAV
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Il proge&o di Sviluppo Antenna Avionica KuKa (SANAV) si pone l’obie&ivo di proge&are, sviluppare e realizzare un dimostratore funzionante di Antenna Avionica Satellitare in banda Ku/Ka da integrare su UAV/UAS ta&ico o su un simulatore rappresentativo. Il presente proge&o di ricerca potrà perme&e di sviluppare un prototipo di antenna avionica satellitare con tecnologie innovative che perme&ono di operare in modo intercambiabile sia nella Banda Ku che in quella Ka. Si segnalano le seguenti aree di innovazione: Utilizzo di una Antenna con illuminatore operabile nelle bande Ku e Ka, Realizzazione dell’Antenna ad alte prestazioni in Fibra di Carbonio molto leggera, Realizzazione di una Pia&aforma Stabilizzata integrata con l’assieme Antenna, Realizzazione di un Antenna Control Unit (ACU) che gestisca il Tracking Antenna
PROGETTO DI RICERCA TERMINALE SANAV KU/KA
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Antenna Control Unit
Antenna Ku/Ka Stabilizzata
Beacon Satellite Ku/Ka
Dati Azimuth & Elevazionee Stabilizzazione
Dati Piattaforma Mobile
ARCHITETTURA DEL TERMINALE SANAV KUKA
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Antenna Ku/Ka Stabilizzata
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COMPOSIZIONE DELL’ANTENNA SANAV KU/KA
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Il Sistema di Antenna Avionica Ku/Ka è composto dai seguenti so;osistemi:
Ø Rifle;ori ed Illuminatore Ø Pia;aforma stabilizzata Ø Controllo per il puntamento sul satellite Ø Controllo della Polarizzazione del Segnale
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32 CARATTERISTICHE PRINCIPALI RF
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Parameter Performances
1 Frequenza Banda KaTx: 29,0 -‐‑ 30,0 GHz
Rx: 19,2 -‐‑ 20,2 GHz
2 Frequenza Banda KuTx: 14.0 -‐‑ 14,5 GHz
Rx: 12,0 – 12,5 GHz
3 Polarizzazione Banda Ka Circular RHCP & LHCP
4 Polarizzazione Banda Ku Lineare X ed Y
5 Guadagno Tx Ka 37,5 dBi @ 29,5 GHz
7 Guadagno Rx Ka 35,0 dBi @ 19,7 GHz
6 Guadagno Tx Ku 32,0 dBi @ 14,0 GHz
Guadagno Rx Ku 31,0 dBi @ 12,5 GHz
7 Ka G/T 11,0 dBi/K @ 19,7 GHz
8 Ku G/T 8,0 dBi/K @ 12,5 GHz
9 Diametro Antenna 30-‐‑40 cm
10 Peso Antenna 30 Kg
11 Temperatura gradi celsius-‐‑55° to 70° outside aircraft
-‐‑20° to + 60° inside aircraft
12 Attitude & GPS Fornito da Aeromobile
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WORK BREAKDOWN STRUCTURE DEL TERMINALE SANAV
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Sviluppo Antenna Avionica Ku/Ka per Ultraleggero/UAV
Definizione Architettura e
Specifiche WP2000 - PSI
Sviluppo Prototipo Antenna Ku/Ka WP3000 - PSI
Prototipo Piattaforma Mobile
WP5000 - Elital
Integrazione Antenna e Piattaforma
WP6000 - Elital
Test RF su Piattaforma Mobile
e su SatelliteWP4000 - PSI
Specifiche Antenna Ku/Ka
WP2101
Specifiche Feed Ku/Ka
WP2102
Specifiche Piattaforma Mobile
WP2103
Specifiche Antenna Control
Unit WP2104
Sviluppo Prototipo Antenna Ku/Ka
WP3102
Sviluppo Prototipo Feed + LNA
Ku/Ka WP3103
Sviluppo Prototipo ACU e Piattaforma
Stabilizzata WP3104
Breadboard e Prototipo
Piattaforma Mobile WP5102
SW Simulatore Volo per
Piattaforma Mobile WP5103
Integrazione WP6101
Test di Integrazione
WP6102
Proc. Materiali Antenna-Feed-
ACU WP3101
Proc MaterialiPiattaforma Mobile
WP5101
Test Radio Frequenza Rx
WP4101
Test di Tracking con ACU WP4102
Test Rx Ku/Ka da SatelliteWP4103
Test di Trackingda SatelliteWP4104
Management e Controllo Qualità
WP1000 - PSI
Management Sviluppo Antenna Avionica Ku/Ka
WP1101
Controllo Qualità Sviluppo Antenna Avionica Ku/Ka
WP1102
Gestione di Configurazione e Documentazione
WP1103
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I principali satelliti italiani che possono essere utilizzati per l’Antenna SANAV Ku/Ka sono: Athena Fidus -‐‑ posizione orbitale 25,0°E (da metà 2014) -‐‑ Banda Ka Altri possibili satelliti che possono essere utilizzati per comunicazioni in movimento sono: Eutelsat 3D -‐‑ posizione orbitale 3°E (dal 2014) -‐‑ Banda Ku Global Xpress -‐‑ posizione orbitale 30°E (dalla fine 2014) -‐‑ Banda Ka
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POSSIBILI SATELLITI UTILIZZABILI DA TERMINALI EQUIPAGGIATI CON ANTENNA SANAV
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CARATTERISTICHE DISPONIBILITA’ VS PARAMETRI RF IN BANDA KA PER TERMINALI EQUIPAGGIATI DI ANTENNA DI PICCOLO DIAMETRO
IN BASE ALLO STANDARD DVB/RCS2 Availability 99,50% 99,60% 99,70% 99,90% SPA Rated Power Wa? 1,85 1,91 1,94 2,24 Antenna Avionica ø m 0,35 0,35 0,35 0,35 3 dB Beamwidth 30 GHz 2,0 2,0 2,0 2,0 3 dB Beamwidth 20 GHz 3,0 3,0 3,0 3,0 EIRP Antenna Avionica 39,9 40,1 40,1 40,8 EIRP Gateway 70,9 71,9 73,3 79,6 Gateway Antenna ø m 7,5 7,5 7,5 8,5 Forward Bit rate Mbps 10,0 10,0 10,0 10,0 Forward BER 10-‐8 10-‐8 10-‐8 10-‐8 Return Bit Rate Kbps 500,0 500,0 500,0 500,0 Return BER 10-‐8 10-‐8 10-‐8 10-‐8
Parametri Satellite Valore unità Satellite Athena Fidus 25 E Coverage Italian Beam G/T 30,0 GHz 7 dB/K Saturated EIRP 20,0GHz 60 dBW Transponder BW 60 MHz
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CARATTERISTICHE DISPONIBILITA’ VS PARAMETRI RF IN BANDA KU PER TERMINALI EQUIPAGGIATI CON ANTENNA DI PICCOLO DIAMETRO
IN BASE ALLO STANDARD DVB/RCS2 Availability 99,50% 99,60% 99,70% 99,90% SSPA Rated Power Wa? 3,23 3,30 3,43 3,76 Antenna Avionica ø m 0,35 0,35 0,35 0,35 3 dB Beamwidth 14,00 GHz 4,3 4,3 4,3 4,3 3 dB Beamwidth 12,25 GHz 4,9 4,9 4,9 4,9 EIRP Antenna Avionica 35,9 36,0 36,1 36,5 EIRP Gateway 76,7 77,0 77,3 78,7 Gateway Antenna ø m 7,5 7,5 7,5 7,5 Forward Bit rate Mbps 10,0 10,0 10,0 10,0 Forward BER 10-‐8 10-‐8 10-‐8 10-‐8 Return Bit Rate Kbps 500,0 500,0 500,0 500,0 Return BER 10-‐8 10-‐8 10-‐8 10-‐8
Parametri Satellite Valore unità Satellite Eutelsat 3D 3 E Coverage European Beam G/T 14,0 GHz 6 dB/K Saturated EIRP 12,25 GHz 51 dBW Transponder BW 54 MHz
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