لیست اختراعات رضا امجدي فرد
طراحي و عملكرد يك ماهواره كه سيستمي پيچيده با زيرسيستم ها و قسمت هاي مختلف است؛ در مدها و فازهاي مختلف عملياتي و با توجه به شرايط، متفاوت است. براي طراحي يكپارچه ماهواره، صحه گذاري طراحي و همچنين بررسي رفتار و عملكرد يك ماهواره در مدهاي مختلف عملياتي سامانه شبيه ساز(سيمولاتور) ماهواره هاي مخابراتي ژئو طراحي و ساخته شده است. اين سامانه در بستر يك مجموعه نرم‌افزاري بصورت منسجم و يكپارچه صورت پذيرفته است. هسته سامانه شبيه‌ساز به صورت برنامه‌نويسي شئي گرا به زبان C++ به گونه اي نوشته شده است كه پس از كامپايل يك كتابخانه فعال، كلاسها و توابع را در اختيار مجموعه نرم‌افزار در حلقه قرار مي‌دهد. عضو ديگر مجموعه سيمولاتور، كنسول كنترل است كه با ايجاد يك رابط كاربري مناسب وظايف آماده سازي و مقدار دهي اوليه اجزاء شبيه‌ساز، كنترل جريان تبادل اطلاعات در شبيه‌ساز، نمايش اطلاعات و پارامترهاي شبيه‌ساز، ايجاد سناريوهاي خاص جهت تست را به عهده دارد. كنسول كنترل نيز به صورت شئ گرا به زبان C# نوشته شده است تا با بكارگيري امكانات گرافيكي مناسب يك مجموعه نرم افزاري مناسب ايجاد نمايد. كاربرد اصلي اين سامانه در طراحي ماهواره هاي ژئو، طراحي زيرسيستم هاي ماهواره، صحت سنجي زيرسيستم ها، صحت سنجي طراحي و عملكرد ماهواره مخابراتي ژئو مي باشد.
پانل هاي خورشيدي فضايي داراي الزامات خاصي هستند كه با توجه به پروفايل ماموريت ماهواره، شرايط عملكردي ماهواره و الزامات كلي ماهواره تعيين مي شود. با ارتقائ تكنولوژي ساخت سلول هاي گاليم–آرسنايد (Ga-As)، راندمان توليد انرژي الكتريكي براي سلول هاي خورشيدي افزايش چشمگيري داشته است. با اين وجود بدليل هزينه بالاي توليد سلول هاي گاليوم آرسنايد، امروزه غالب ماهواره ها از اين نوع سلول براي تامين نيازهاي خود استفاده مي كنند. بر همين اساس استفاده از اين نوع پانل ها در دستوركار قرار گرفت و نمونه هاي كيفي و فضايي از اين نوع پانل هاي خورشيدي با استفاده از قطعات و مواد فضايي تهيه و تحت آزمون هاي عملكردي و كيفي قرار گرفت. آزمون هاي كيفي شامل آزمونِ ارتعاش اتفاقي (14/5 g)، ارتعاش سينوسي و شوك ، آزمون خلا- حرارت و آزمون سيكل حرارتي مي باشد. همچنين نمونه ساخته شده داراي حداقل ميزان جرم افزوده شده (Add-on mass) بر روي بستر پانل مي باشد كه در كاربردهاي فضايي بسيار حائز اهميت مي باشد. ميزان جرم افزوده شده به پانل در حدود 7/7 گرم به ازاي هر سلول بوده و بازدهي پانل‌ها نيز در حدود 29% مي‌باشد. سلول هاي خورشيدي Space-Qualified مي‌باشند. همچنين ساير مواد و قطعات نيز حداقل داراي استاندارد نظامي هستند.
مبدل¬هاي DC-DC از قطعات پر كاربرد در طراحي مدارات الكترونيكي مي¬باشند كه وظيفه تبديل سطح ولتاژ DC ورودي مدار را به سطح ولتاژ مورد نياز برعهده دارند. بدليل پيچيدگي اين ماژول¬ها و همچنين اتلاف توان الكتريكي بالا روي آنها، اين مبدل¬ها داراي قابليت اطمينان پايين نسبت به ساير قسمت هاي مدار مي¬باشند. در كاربردهايي مانند زيرسيستم توان الكتريكي يك ماهواره، طول عمر كاركردي بدون خطا و قابليت اطمينان از درجه اهميت بالايي برخوردار مي¬باشد. يكي از روش¬هاي بهبود قابليت اطمينان، پياده سازي افزونگي در مدارات الكترونيكي مي¬باشد. موضوع اختراع، در اصل به روش پياده سازي افزونگي براي مبدل¬هاي زيرسيستم توان الكتريكي يك ماهواره با طول عمر 40 روز مي¬پردازد. در اين روش دو مبدل V5 با توان W10 به صورت اصلي و افزونه پياده سازي شده¬اند. اين افزونگي به صورت سرد و با استفاده از مانيتورينگ سخت افزاري جريان ورودي و مانيتورينگ نرم افزاري ولتاژ خروجي و دماي كاري مبدل¬ها با قابليت اجراي اتوماتيك و اعمال فرمان ديجيتال انجام شده است. تمامي قطعات مورد استفاده حداقل داراي استاندارد صنعتي و نظامي مي¬باشند. برد الكترونيكي نهايي نيز موفق به گذراندن تمامي آزمون هاي ارتعاشي، خلا-حرارت و سيكل حرارتي مطابق الزامات پروژه شده است.
محيط فضا داراي ويژگي هاي خاصي است كه اثرات نامطلوبي بر عملكرد مدارات الكترونيكي دارد. يكي از اين آسيب ها "دز يونيزان كل" است كه يك اثر تدريجي بوده و به مرور زمان منجر به خرابي و كاهش كيفيت و عمر قطعات الكترونيكي مي شود. هدف از اين اختراع اين است كه با توجه به محيطِ يك ماموريت فضايي در مدار LEO ، دزيمتري طراحي شود كه بتواند ميزان دز يونيزان كل در اين مدار را در كمترين جرم و توان مصرفي (به دليل محدوديت هاي جرمي و تواني موجود بروي فضاپيماها) اندازه گيري و ثبت نمايد. با اطلاع دقيق از محيط پيراموني فضاپيما پس از اين ساير ماهواره هايي كه در مدار LEO قرار خواهند گرفت به جاي استفاده از داده هاي حاصل از شبيه سازي كه دز تجمعي را در مدار مورد نظر نشان مي دهند؛ از داده هاي ثبت شده حقيقي توسط ماژول دزيمتري استفاده نموده و حفاظت هاي لازم در برابر اين تشعشعات را به عمل مي¬آورند. اساس كار اين دزيمتر بر پايه اندازه گيري تغييرات افت ولتاژ ناشي از پرتوهاي جذب شده بر روي يك نيمه هادي مي باشد. به عبارت ديگر ميزان بارهاي تجمعي ناشي از نفوذ پرتوها به يك RadFET اندازه گيري خواهد شد. در بخش توصيف اختراع به تفصيل به چگونگي طراحي و ساخت دزيمتر اشاره شده است. صحت عملكرد طرح فوق با ارائه نتايج شبيه سازي و آزمون¬هاي عملكردي تاييد مي-شود. عملكرد سريع، توان مصرفي كم و ثبات حرارتي مناسب، از جمله ويژگيهاي اين دزيمتر هستند.
موارد یافت شده: 4