Крупнейшими игроками на рынке СиСС являются компании США, Китая и Японии. Они активно патентуют свои изобретения в патентных ведомствах стран, где их продукция востребована либо имеет конкурирующих производителей, например, QUALCOMM INC (США) имеет патенты (или заявки на патент) в Китае (CN110771066A), Японии (JP04690458B2), Тайване (TW201729555A), VIASAT INC – в России (RU2727185C2), в США (US20180006710A1) и др.

Таким образом, можно сделать вывод, что компании, имеющие вес в своем технологическом сегменте, не просто хотят расширить охват иностранных рынков, они стремятся обеспечить экономическую выгоду от охраны своих разработок за рубежом, рассматривая страны для подачи заявок с точки зрения бизнеса.

В 2020 году большая часть опубликованных заявок описывает различного рода решения для реализации многоспутниковых группировок.

Например, HANGZHOU MINIFIREFLY TECH CO LTD (CN111404594A, Китай) предлагает метод автоматической установки временной последовательности и номера ячейки системы позиционирования, которая может позволить крупномасштабным системам позиционирования быстро завершить настройку, повысить степень повторного использования расчета времени, избежать помех между сигналами и уменьшить человеческую ошибку.

А SHANGHAI LINKSURE NETWORK TECH CO LTD (CN111628812A, Китай) представил решение для многоспутниковой системы через деление группировки на внешний и внутренний слои с наличие промежуточных слоев. Внешний слой спутников рассчитан на предоставление услуг связи в Интернете, а внутренний – услуг связи через технологию «Интернет вещей».

Корпорация VIASAT INC (США) в патенте US20200186242A1 раскрывает метод спутниковой связи через формирование гибких пучков с целью уменьшения сложности спутника. Данный способ позволяет уменьшить вес развертывания спутника связи, его стоимость, энергопотребление и частоту отказов.

В начале 2021 был опубликован запатентованный способ совместного использования радиочастотного спектра на основе постоянного смещения луча между первым и вторым спутником для низкоорбитальной спутниковой системы связи, принадлежащий CHINA ACADEMY SPACE TECHNOLOGY (WO2021008349A1, Китай).

В тот же период стала общеизвестна заявка PLANET LABS INC (WO2021022253A1, США), в которой описаны многопутевые способы и методы спутниковой связи. Предложенные методы и способы увеличивают скорость получения ответа по запросу изображения в условиях многоспутниковых группировок.

Патенты, которые представлены выше, были выбраны как наиболее релевантные по сделанному запросу и наиболее цитируемые. Их также интересно рассмотреть с точки зрения процедуры подачи заявки в патентные ведомства. Каждый, кто хочет защитить свою разработку патентом, должен решить, по какому из трех пути пойти на первом этапе: по национальной, региональной или международной (PCT) процедуре подачи заявки. HANGZHOU MINIFIREFLY TECH CO LTD и SHANGHAI LINKSURE NETWORK TECH CO LTD на данном этапе выбрали национальную процедуру патентования и их разработки защищены только на территории Китая. Однако данные опубликованы и считаются общеизвестными, что не даёт возможности их конкурентам получить монополию в других юрисдикциях с аналогичными разработками. Компания CHINA ACADEMY SPACE TECHNOLOGY подала заявку в национальное ведомство в 2019 году и спустя год решила выйти на мировой рынок и, сохраняя приоритетную дату, начала проходить процедуру PCT, в соответствии с которой была сделана публикация в 2021 году. PLANET LABS INC пошла по тому же пути, что и CHINA ACADEMY SPACE TECHNOLOGY: национальная процедура в США в 2019 году и через год подача по процедуре PCT. На данном этапе определить, в каких странах в конечном итоге последние две компании хотят получить защиту для своих разработок затруднительно, так как заявки не перешли на национальную фазу процедуры PCT. Будучи сильным игроком в мире патентов, VIASAT INC не просто получила сначала национальный патент, а затем подала по процедуре PCT. Компания, создав приоритетную заявку в 2010 году, в дальнейшем начала расширять семью своего патента, получая новые патенты в США. Это происходило за счёт деления формулы изобретения приоритетного патента и оформления защиты отдельных ее частей.

Таким образом, технические решения, представленные в патентах с высокими показателями цитируемости, позволяют провести анализ направлений, наиболее востребованных по теме СиСС в космической технике:

- развитие технологий передачи данных;

- развитие оптических средств и средств наведения лучей;

- обеспечение возможности двусторонней передачи больших объемов данных;

- построение комплексных систем вещания на определенных частотах для подключенных абонентов;

- развитие помехозащищенности и нечувствительности сканирующего оборудования к условиям внешней среды.

В рамках анализа патентной активности по направлению СиСС целесообразно рассмотреть перспективную область, способную поднять космическую связь, и не только, на новый уровень — квантовая сеть или квантовая связь — это коммуникационная сеть, основанная на фундаментальных законах квантовой механики. Основные преимущества этого вида связи: сохранение связи на действительно больших расстояниях, что можно использовать, например, для дальней космической связи со спутниками, направляющимися за пределы Солнечной системы, и предоставление почти абсолютной безопасности данных при их передаче, которая обеспечивается за счёт известного свойства квантовой системы, а именно, невозможности изменения одного параметра без искажения другого. Распределение количества поданных заявок по направлению «Квантовая связь» можно увидеть на рисунке 8.

Зарубежные компании с наибольшим количеством заявок по теме «Квантовая связь» за период с 2010 по 2020 гг. представлены на рис. 9

По рисунку 8 можно судить о возрастании интереса к данному направлению и увеличении количества изобретений. Лидерами направления являются компании Китая, что иллюстрируется данными на рис. 9. Таким образом можно заключить, что направление «Квантовая связь» является востребованным и развивающимся.

Анализ деятельности российских компаний в области патентования изобретений по направлению СиСС проводился по публикационной и патентной активности за последние 10 лет. По полученным данным можно судить о темпе патентования результатов научно-исследовательской деятельности отечественными производителями и научными центрами на фоне иностранных конкурентов. При этом стоит отметить, что многие отечественные разработки являются уникальными, не имеющими прямых аналогов на мировом рынке технологий. Так, по заказу Фонда перспективных исследований была разработана низкопрофильная широкополосная высокоимпедансная магнитодиэлектрическая структура (Патент РФ № 2716859). Данная структура содержит металлическое основание, два этажа перекрывающихся между собой металлических горизонтальных пластин, соединенных с основанием при помощи вертикальных металлических перемычек и, разделенных между собой и основанием, слоями диэлектрика, отличающаяся тем, что в структуру введены трубки из высокочастотного феррита, в которые полностью помещены все перемычки. На основе этого изобретения создан первый в мировой практике действующий демонстрационный макет радиооптической фазированной активной антенной решетки. Благодаря запатентованному решению возможно создать антенны и антенные решетки, которые могут быть непосредственно размещены на поверхности носителей (антенны спутников, фюзеляж самолета), при этом их толщина немногим более толщины лакокрасочного слоя.

Количество научных публикаций по теме СиСС в космической технике в России за 10 лет показывает значительный интерес к средствам космической связи. Следует отметить, что существенная часть освещаемых в публикациях разработок может быть использована не только в космической технике, но и в самых разнообразных направлениях использования систем и средств связи в различных отраслях машиностроения.

Информация о наиболее актуальных разработках в сфере применения СиСС в космической технике отражена в патентах, опубликованных в 2010-2020 гг.

В России патенты в сфере разработки решений в области спутниковой связи в период с 2010 по 2020 гг. представлены несколькими организациями:

Проведенное исследование в части заявок от российских организаций, в том числе поиск по базе ФИПС, по классу МПК B64G и ключевым словам «системы и средства связи», «спутниковая связь», «межспутниковая связь» выявило большое количество изобретений, относящихся к СиСС для реализации глобальной спутниковой системы передачи данных, например:

- №2713293 «Система управления полетом космического аппарата с применением в качестве ретрансляторов низкоорбитальных спутников, связанных между собой межспутниковыми линиями связи», дата публикации 05.02.2020;

- №2695540 «Глобальная система спутниковой связи на средних круговых орбитах», дата публикации 24.07.2019;

- №2673060 «Спутниковый ретранслятор» 22.11.2018;

- №2575632 «Многоуровневая система спутниковой связи», дата публикации 20.02.2016;

- №2496233 -«Низкоорбитальная система спутниковой связи», дата публикации 20.10.2013;

и др.

С учетом возрастающего интереса к развитию спутниковой связи, в том числе ШПД и многоспутниковым группировкам, ожидается еще большее усиление конкуренции на отечественном и зарубежных рынках среди ведущих мировых компаний в области технологий передачи данных.

Так российский проект «Сфера», который объединит услуги связи, передачи данных, навигации и дистанционного зондирования Земли, поможет отечественным производителям закрепить позиции на мировом рынке систем и средств связи. В этот проект вошли решения по синергии с технологией «Интернет вещей» (создание низкоорбитальной спутниковой системы «Марафон-IoT»), известные группировки спутниковой связи «Экспресс», «Экспресс-РВ», «Ямал» и решения по созданию спутникового широкополосного доступа (среднеорбитальная система «Скиф»).

В результате анализа данных поиска по СиСС в космической технике были выявлены ТОП-10 наиболее используемых подклассов МПК:

- МПК H04B 7/185 – Системы радиосвязи, т.е. системы с использованием излучения - станции, расположенные в космосе или на самолетах;

- МПК H04B 7/195 – Системы радиосвязи, т.е. системы с использованием излучения - несинхронные станции;

- МПК H04B 7/15 – Системы радиосвязи, т.е. системы с использованием излучения - активные радиорелейные системы;

- МПК H04B 7/26 – Системы радиосвязи, т.е. системы с использованием излучения - из которых по меньшей мере одна передвижная;

- МПК H04B 7/216 – Системы радиосвязи, т.е. системы с использованием излучения - в системах с кодовым разделением каналов или с использованием сигналов с расширенным спектром способы расширения спектра;

- МПК H01Q 1/24 – Элементы конструкции антенн и связанные с ними устройства - с радиоприемниками;

- МПК G01S 5/00 – Определение местоположения путем сопоставления в одной системе координат двух и более найденных направлений; определение местоположения путем сопоставления в одной системе координат двух и более найденных расстояний;

- МПК B64G 1/10 – Космические летательные аппараты - искусственные спутники; системы искусственных спутников, межпланетные корабли космические транспортные корабли многократного использования; радиопередающие системы, использующие спутники;

- МПК G01S 5/14 – Определение местоположения путем сопоставления в одной системе координат двух и более найденных направлений; определение местоположения путем сопоставления в одной системе координат двух и более найденных расстояний - определение абсолютных расстояний до нескольких разнесенных точек с известным местоположением.