Diseño y fabricación de antenas en tecnología plana para Manpacks y aplicaciones TT&C
Fecha
2018Autor
Director
Versión
Acceso abierto / Sarbide irekia
Tipo
Trabajo Fin de Grado/Gradu Amaierako Lana
Impacto
|
nodoi-noplumx
|
Resumen
La tecnología espacial continua aportando los datos que tanta importancia
suponen para el desarrollo global. La coordinación entre satélites y lanzaderas
con estaciones terrestres necesita de una tecnología precisa y segura. Tales
características las aportan aplicaciones como la telemetría, rastreamiento o
telecomando, también llamadas “TT&C systems”. Junto con los sistemas de
comunicación e ...
[++]
La tecnología espacial continua aportando los datos que tanta importancia
suponen para el desarrollo global. La coordinación entre satélites y lanzaderas
con estaciones terrestres necesita de una tecnología precisa y segura. Tales
características las aportan aplicaciones como la telemetría, rastreamiento o
telecomando, también llamadas “TT&C systems”. Junto con los sistemas de
comunicación espacial, y manteniendo cierta similitud, la industria de defensa
siempre se ha caracterizado por emplear sistemas de comunicaciones
modernos, robustos y seguros en el campo de batalla entre la infantería y bases
militares. Uno de los dispositivos más populares utilizados en esta área son los
Manpacks, radio definida por software en redes de combate táctico.
Las antenas planas que se diseñarán en este proyecto para aplicaciones
TT&C y Manpacks son antenas parche y antenas slot. Los diseños de antena
parche se realizan bajo unas condiciones específicas propias del sector
comercial en cuanto a ganancia (6.5dBi), axial ratio (<4dB), ancho de banda
(4%), polarización (CP) y frecuencia de operación, estando esta última en un
rango de 2.2GHz-2.29GHz. El objetivo principal será cumplir con estas
especificaciones.
Como bien es sabido, una de las limitaciones más importantes de las
antenas parche es el estrecho ancho de banda. Con este motivo, se realiza un
estudio de mejora de ancho de banda en antenas parche utilizando distintos
grosores de substrato. Para alcanzar la ganancia requerida, será necesario
recurrir a configuraciones en array de antenas parche, con lo que se mostrará el
proceso de mejora tanto de ancho de banda como de ganancia y así presentar
el diseño que cumpla con las especificaciones.
Por otra parte, y en relación con las aplicaciones TT&C, se presentan
situaciones en la que se ve necesario recurrir a antenas con ambas capas
metálicas. Este hecho se debe a que las lanzaderas poseen un exterior metálico
y sufre de rozamiento y cambios bruscos, con lo que se debe utilizar antenas de
este estilo. Para ello se van a llevar a cabo diseños de antenas slot para cumplir
con estas características, pasando por distintas configuraciones en relación con
la línea de alimentación hasta llegar a una versión final. El proceso consta de un
diseño con línea microstrip, otro diseño con stripline y ambas capas metálicas y
finalmente el mismo diseño con la inclusión de postes cilíndricos con el fin de
mitigar los modos de substrato. [--]
Space technology provides useful data for global development.
Coordination between satellites and aircrafts with terrestrial stations needs an
accurate and secure technology. Applications such as telemetry, tracking and
command systems (TT&C systems) provide those previous characteristics.
Together with space communication systems, and keeping certain similitude,
Defense Industry has always ...
[++]
Space technology provides useful data for global development.
Coordination between satellites and aircrafts with terrestrial stations needs an
accurate and secure technology. Applications such as telemetry, tracking and
command systems (TT&C systems) provide those previous characteristics.
Together with space communication systems, and keeping certain similitude,
Defense Industry has always been characterized by the use of modern, robust
and secure communications systems between the infantry and military bases.
One of the most popular devices in this area is the Manpack, a tactical softwaredefined
combat-net radio.
Patch and slot antennas are the types of planar antennas that will be
designed in this project. The designs are performed under certain commercial
requirements in terms of gain (6.5dBi), axial ratio (<4dB), bandwidth (4%),
polarization (CP) and operation frequency located at the 2.2GHz-2.29GHz range.
The main objective is design antennas to comply with these specifications.
It is well known that the narrow bandwidth is one of the most important
limitations of patch antennas. With this motive, a bandwidth enhancement study
is performed on patch antennas using different substrate heights. In order to
reach the required gain, it will be necessary appeal to array configurations and it
will be shown the enhancement process of both the bandwidth and gain
parameters.
On the other hand, and regarding TT&C applications, there are situations
where it is necessary to use antennas with metallic layers on top and bottom.
This fact is due to the aircraft’s metallic exterior that suffers from friction and
abrupt changes, so it is recommendable to use these type of antennas. The
designs that are going to take part to comply with these characteristics are slotted
antennas. This process consists of different configurations, starting from
microstrip slotted antenna, another stripline slotted antenna with both metallic
layer design and finishing with a final design of stripline slotted antenna with both
metallic layers and the inclusion of cylindrical pins along the substrate to remove
substrate’s modes. [--]
Materias
Antena parche microstrip,
Sistemas TT&C,
Manpacks,
Polarización lineal,
Polarización circular,
Array,
Subarray síncrono,
Ancho de banda,
Ganancia,
Antena slot,
Lóbulo trasero,
Modos de substrato
Titulación
Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra /
Telekomunikazio Teknologien Ingeniaritzako Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan