The emerging trend in distributed spacecraft systems of using multiple spacecraft which share functions as opposed to independent spacecraft has given opportunities for missions previously infeasible. Inter-satellite link (ISL) communications provide a direct link within the space segment without need of an intermediate ground segment to relay the data. As the distributed spacecraft systems (DSS) have become less exotic and more complex, the need and demand for inter-satellite antenna systems has increased and the requirements for the antenna systems more diverse and become more demanding. This document is a research of the antennas currently used for ISL, already flown or will be launched in the near future. While the emphasis is strongly in the antennas, the other parts of the ISL communications sub-systems are observed. To limit the scope of the work, optical cross links are not observed in this document. ISL used only for very close proximity, such as several kilometres, are given only limited scope as the main challenges on those do not involve antennas. Furthermore, the major emphasis is given to systems which can be seen as commercially important. This document is divided in five main sections and the conclusions. In the first section the features and the challenges of ISLs are described. In the second section a parametrisation system for antennas is defined and this system is used in following sections to describe the ISL sub-systems and antenna used in them. The third part is a survey of recently flown space missions with ISLs. The fourth section is a survey on the missions which are scheduled to fly in near future and a brief survey of the solutions offered by satellite service providers and manufacturers. Due to the limited technical data available, the fourth section contains far more reverse engineering and assumptions than the survey on legacy missions. The fifth section describes the several families of ISL suitable antennas under development and discusses about several topics which relate to the ISL antenna development. In this part also are defined several example antenna specifications and the applications of those. The study concludes that antennas suitable for inter-satellite links are not inherently different from ground segment communication antennas of the S/C. The major difference is the need for greater coverage, which can be attained by multiple antenna elements, beam steering or antenna pointing. Specific considerations are needed to be taken into account and often the use of ISLs will increase the technical challenges, but it can provide solutions for problems which cannot be solved otherwise. / çDie sich abzeichnende Entwicklung von Einzelsatellitensysteme hin zu Systemen mit einer Vielzahl an Plattformen gleicher Funktionalität, eröffnet Möglichkeiten für die Durchführung von Missionen die bisher als nicht praktikabel/undurchführbar bewertet wurden. Inter-satellite Link (ISL) Kommunikation stellt eine direkte Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten eines Raumsegments zur Verfügung ohne auf ein zwischengeschaltetes Bodensegment zur Datenübertragung angewiesen zu sein. Die gestiegene Anwendungshäufigkeit und Komplexität von Distributed Spacecraft Systemen (DSS) bringen eine Erhöhung der Nachfrage bezüglich Antennen für die inter-satelliten Kommunikation mit sich, wobei die Anforderungen an diese vielfältiger und anspruchsvoller geworden sind. Diese Abschlussarbeit stellt eine Untersuchung bezüglich Antennensystemen dar, welche in der Vergangenheit, der Gegenwart sowie der nahen Zukunft ihre Verwendung in der ISL fanden und finden werden. Während auch die anderen Bestandteile eines ISL Kommunikation Subsystems betrachtet werden, liegt der Schwerpunkt der Studie maßgeblich auf den Antennen selbst. Um den Rahmen der Arbeit zu wahren wird auf die Betrachtung optischer Kommunikationssysteme verzichtet. Bei inter-satellite Link Systemen die zur Datenübertragung über kurze Distanzen von nur einigen Kilometern benutzt werden liegen die Herausforderungen nicht bei den Antennen, weswegen diese nur bedingt untersucht werden. Weiter werden besonders die Systeme betrachtet welche als wichtig für die kommerzielle Anwendung erachtet werden können. Diese Arbeit ist in insgesamt sechs Abschnitte unterteilt. Im ersten Kapitel werden zunächst die Eigenschaften und die Herausforderungen bezüglich ISLs erläutert. Ein System zur Parametrisierung von Antennen wird im zweiten Kapitel definiert um es in den folgenden Abschnitten zur Beschreibung der ISL Subsysteme anzuwenden. Eine Analyse der Instrumentierung vergangener Weltraummission mit ISL Systemen wird im dritten Kapitel durchgeführt, die Betrachtung zukünftiger Missionen erfolgt in Kapitel 4. Da für Letztere nur begrenzt technische Daten zur Verfügung stehen, beinhaltet das vierte Kapitel weitaus mehr Reverse Engineering und Annahmen als die Untersuchung abgeschlossener Missionen. Im fünften Kapitel werden verschiedenen, für die inter-satellite Kommunikation geeigneten Antennentypen beschrieben und unterschiedliche Themen bezüglich der ISL Antennenentwicklung diskutiert. Weiter werden in diesem Abschnitt verschiedene Antennenspezifikationen definiert und entsprechende Anwendungsbeispiele beschrieben. Im letzten Teil werden die gefundenen Erkenntnisse abschließend diskutiert. Die Untersuchung zeigt dass Antennen welche für die inter-satelliten Kommunikation geeignet sind, sich grundsätzlich nicht von gängigen Antennen zur Bodensegmentkommunikation des S/C unterscheiden. Der Hauptunterschied liegt in der Notwendigkeit einer größeren Abdeckung. Dies kann durch eine größere Anzahl von Antennenelementen, Strahlsteuerung oder Antennenausrichtung erreicht werden. Systemspezifische Erwägungen müssen in Betracht gezogen werden wobei die Anwendung von ISL Systemen die technischen Herausforderungen/Anforderungen erhöht. Im Gegenzug ermöglicht sie Lösungen für Probleme die auf andere Weise nicht behandelt werden können. / Une nouvelle tendance est apparue dans les systèmes décentralisés des satellites, consistant à utiliser plusieurs satellites qui partagent des fonctionnalités, plutôt que des satellites indépendants. Cela a rendu possible des missions qui étaient précédemment irréalisables. Le lien inter-satellite (ISL) permet en effet de communiquer directement dans l’espace, sans devoir utiliser le segment sol pour transmettre les données. Alors que les systèmes décentralisés des satellites (DSS) sont devenus moins exotiques et plus complexes, la nécessité et la demande de systèmes d’antennes inter-satellite se sont développées et les exigences pour les systèmes d’antennes se sont diversifiés et sont devenus plus contraignants. Ce document réalise une étude des différentes antennes actuellement utilisées pour le ISL, dont certaines sont déjà opérationnelles et d’autres seront lancées prochainement. Tandis qu’il met fortement l’accent sur les antennes en ellesmêmes, il étudie aussi les autres parties des sous-systèmes de communication ISL. Néanmoins, pour limiter la portée du document, les réticulations optiques ne sont pas abordées. De même, les ISLs utilisés pour les communications à faible portée, de l’ordre de quelques kilomètres, ne sont que brièvement évoquées, étant donné que les défis majeurs concernant ceux-ci n’impliquent pas les antennes. Au delà de ça, ce document met surtout l’accent sur les systèmes qui peuvent être vu comme commercialement importants. Ce document est divisé en cinq sections, en plus de la conclusion. Dans la première section sont décrit les caractéristiques et les challenges des ISLs. Dans la seconde section, un système de paramétrage pour les antennes est défini et ce système est utilisé dans les sections suivantes pour décrire les sous-systèmes ISLs ainsi que les antennes associées. La troisième partie donne un aperçu des récentes missions spatiales lancées avec ISLs. La quatrième section étudie quant à elle les missions prochainement programmées et donne un bref aperçu des solutions offertes par les fournisseurs et fabricants des services satellitaires. Dû à la limitation des donéees techniques disponibles, cette section est principalement basée sur l’ingénierie inverse et des hypothèses, comparé aux missions déjà lancées et discutées en section 3. Finalement, la cinquième section décrit les différentes familles d’antennes ISL sous développement et discute de plusieurs sujets liés à leur développement. Elle définit aussi plusieurs exemples de spécifications d’antennes, et les applications associées. L’étude conclut que les antennes adaptées pour les liens inter-satellite ne sont pas très différentes des antennes de communication au sol du satellite, la plus grande différence étant la nécessité d’une plus grande couverture réseau. Celle-ci peut être atteinte via l’utilisation de plusieurs antennes, l’orientation du faisceau ou le pointage de l’antenne. Des considérations particulières doivent être prises en compte et souvent, l’utilisation des ISLs augmente les défis techniques. Néanmoins, cela constitue une solution à des problèmes qui ne peuvent pas être résolus autrement.

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La propagation acoustique en milieu externe est fortement influencée par l'environnement. Les effets liés à la géométrie, comme la topographie ou la présence d'obstacles, sont principalement les réflexions et les diffractions. Concernant l'effet de l'atmosphère, les gradients moyens génèrent des réfractions tandis que la turbulence provoque des fluctuations aléatoires et une perte de cohérence du signal. La plupart de ces effets sont généralement bien décrits de manière théorique, cependant dans les configurations réelles le cumul de tous ces effets rend l'utilisation des expressions analytiques très difficile. Les études expérimentales présentent également des limites liées à la difficulté de connaître l'environnement parfaitement et d'isoler un effet physique particulier. Dans cette perspective, la simulation numérique est une alternative pratique et complémentaire à la théorie et l'expérimentation. Parmi les modèles numériques de propagation existants, ceux basés sur une résolution par différences finies dans le domaine temporel (FDTD pour Finite-Difference Time-Domain) des équations d'Euler linéarisées sont récents et particulièrement prometteurs. Cependant comme pour tout modèle nouveau, il reste à montrer qu'effectivement l'ensemble des phénomènes physiques d'intérêt sont retranscrits.Dans le cadre de ses études sur la propagation acoustique extérieure, l’Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL) a implémenté un tel modèle de propagation. Cette implémentation est ci-après appelée ITM, pour ISL FDTD Model. L'objectif de cette thèse, proposée par l'ISL en collaboration avec le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA), est de poursuivre le développement et les validations de cette implémentation. Une part importante du travail consiste également à illustrer les potentialités du code ITM pour des applications de propagation de signaux acoustiques complexes dans un environnement complexe. [...] / Outdoor sound propagation is strongly influenced by the environment. The geometry, such as topography and the presence of obstacles, alters the sound through reflexions and diffractions. Regarding atmosphere-related effects, the mean gradients produce refractions while turbulence cause random fluctuations and signal coherence loss. Most of those effects are generally well described theoretically. Still, in real configurations, the accumulation of those effects makes the use of analytical expressions difficult. Experimental studies are also limited because of difficulties in perfectly determining the environment or in separating a precise physical effect. In that perspective, numerical simulation is a convenient and complementary alternative approach to theory and experimentation. Among the existing numerical propagation models, those based on a Finite-Difference resolution in the Time-Domain (FDTD) of the linearized Euler equations are recent and particularly promising. However as for every new model, it remains to show that indeed the physical phenomena of interest are reproduced. In the framework of its studies on outdoor sound propagation, the french-german research Institute of Saint-Louis (ISL) has implemented such a propagation model. This implementation is hereafter called ITM, for ISL FDTD Model. The objectives of the thesis, proposed by ISL in collaboration with the Laboratory of Fluid Mechanics and Acoustics (LMFA), are to pursue the developments and validations of this implementation. An important part of the work is also given on the illustration of the potentialitiesof the ITM code in propagating complex acoustic signals in complex environments. […]

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New Space is a phrase used to describe the expanding commercialization into the areas of space, for instance the Low Earth Orbit at approximately 500 km altitude. This is due to the decrease in cost as the satellites are becoming smaller and the transport vehicles cheaper. This reduction of cost provide the opportunity for industry and researchers tosend up customized equipment to orbit with standardized smaller satellites, such as the nanosatellites. Many parts of the nanosatellites system are commercially available but some subsystems are dependent on the situation. One of which is the satellite to satellite communication, referred to as Inter-Satellite Link (ISL). This thesis aims To evaluate the feasibility of asystem that allow for ISL capability and the basic operations of a satellite. Two hypothetical mission designs, Earth Observation and Global Coverage, were used to simulate the restrictions and requirements of the subsystems together with Commercial Of the Shelf (COTS) equipment to consider the satellite system as a whole. The major principles of the Radio Frequency (RF) communication system and their low level components are investigated and discussed. The scope of this thesis were to present and evaluate the high system level of the satellite. Thus the results and discussion describe a theoretical system performance that could be achieved with suggestions of low level components and system configuration. Besides from the communication subsystem this thesis also includes theory of mission design, the satellite subsystems and external interactions to describe how it all affects the design work of the communication system. Conclusion of this work offers a versatile preliminary system design that is theoretically capable of limited ISL communications. Furthermore this thesis include the fundamental principles of the satellite system that can be used for further work or alternative mission designs.

This paper discusses the current and future drivetrain perspectives of powerful mobile machines, especially in regards to TCO and drive performance. For the TCO-impact, the power losses of the components plays a big role and, if they are designed for efficiency, they have a significant and measurable influence. From the braking function point of view, this paper demonstrates not only the advantages of a valve-based over a control algorithm based solution, but also its innovative development directions towards a more sophisticated engine speed controller with optimized heat conversion into the oil. Also for the drivetrain subsystems, innovative components are discussed, like the hybrid control, combining the benefits of a non-feedback and a displacement control in one single assembly, or the variable charge system for further reduced energy consumption of the overall drivetrain.

La propagation acoustique en milieu externe est fortement influencée par l'environnement. Les effets liés à la géométrie, comme la topographie ou la présence d'obstacles, sont principalement les réflexions et les diffractions. Concernant l'effet de l'atmosphère, les gradients moyens génèrent des réfractions tandis que la turbulence provoque des fluctuations aléatoires et une perte de cohérence du signal. La plupart de ces effets sont généralement bien décrits de manière théorique, cependant dans les configurations réelles le cumul de tous ces effets rend l'utilisation des expressions analytiques très difficile. Les études expérimentales présentent également des limites liées à la difficulté de connaître l'environnement parfaitement et d'isoler un effet physique particulier. Dans cette perspective, la simulation numérique est une alternative pratique et complémentaire à la théorie et l'expérimentation. Parmi les modèles numériques de propagation existants, ceux basés sur une résolution par différences finies dans le domaine temporel (FDTD pour Finite-Difference Time-Domain) des équations d'Euler linéarisées sont récents et particulièrement prometteurs. Cependant comme pour tout modèle nouveau, il reste à montrer qu'effectivement l'ensemble des phénomènes physiques d'intérêt sont retranscrits.Dans le cadre de ses études sur la propagation acoustique extérieure, l'Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL) a implémenté un tel modèle de propagation. Cette implémentation est ci-après appelée ITM, pour ISL FDTD Model. L'objectif de cette thèse, proposée par l'ISL en collaboration avec le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA), est de poursuivre le développement et les validations de cette implémentation. Une part importante du travail consiste également à illustrer les potentialités du code ITM pour des applications de propagation de signaux acoustiques complexes dans un environnement complexe. [...]

The aim of the master thesis is to create an integrated view on the reporting for this less evident external user of accounting information. The thesis is split into two parts. The first part focuses on the actual data collection system MtS-ISL-SUD and its successor SDAT. Individual parts of the actual system are presented together with their functions. The possible means of submission of the reports are described and evaluated from different perspectives. The first part of the thesis also includes European requirements for the financial market supervision, on which the data collection is based. Second part of the thesis is devoted to the reports themselves. In three subchapters are presented the groups of reports with regards to the respective legislation. In the end the inner structure of the reports is presented on a chosen example.

It is a well known fact that scientific programs spend most of their running time in executing loops operating on arrays. The polyhedral model is a mathematical framework which was designed to optimize this process. Its use in automatic paralyzation of nested loops goes back to the work of Kuck (1978), who showed that the domain of nested loop with affine lower and upper bounds can be described in terms of a polyhedron, and the seminal work of Karp, Miller and Winograd (1967) on scheduling systems of uniform recurrence equations. For a long period of time Graphite (it is part of the GNU Compiler Collection) was relying on CLooG library to produce SSA intermediate representation from the polyhedral model. The Integer Set Library (ISL) recently became available in this project to be used as a back end of CLooG. ISL is nowadays mature enough to replace CLooG with own code generation that sometimes is better. That is why the following goal was chosen: Creation of SSA generator based on Integer Set Library. / Как известно, большая часть времени исполнения программ, связанных с научными расчетами, тратится на выполнение циклов и взаимодействие с массивами. С целью оптимизации этого процесса был разработан математический фреймворк — полиэдральная модель. Первые её применения можно встретить в работах Дэвида Кука и Ричарда Карпа от 1978 и 1967 соответственно. С целью практического использования полиэдральной модели разрабатывались различные фреймоворки и библиотеки, поддерживающие работу с ней. Такими примерами служат библиотеки CLooG и ISL. В отличие от библиотеки CLooG, специализированной для генерации кода из поэлидарльной модели, библиотека ISL позволяет выполнять различные операции с целочисленными множествами и отношениями между ними. Со временем в библиотеке ISL появилась поддержка собственной генерации абстрактного синтаксического дерева. В рамках магистерской работы была поставлена следующая цель: Cоздание генератора промежуточного представления SSA из полиэдральной модели полностью независимого от библиотеки CLooG.

This paper discusses the current and future drivetrain perspectives of powerful mobile machines, especially in regards to TCO and drive performance. For the TCO-impact, the power losses of the components plays a big role and, if they are designed for efficiency, they have a significant and measurable influence. From the braking function point of view, this paper demonstrates not only the advantages of a valve-based over a control algorithm based solution, but also its innovative development directions towards a more sophisticated engine speed controller with optimized heat conversion into the oil. Also for the drivetrain subsystems, innovative components are discussed, like the hybrid control, combining the benefits of a non-feedback and a displacement control in one single assembly, or the variable charge system for further reduced energy consumption of the overall drivetrain.