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Design, optimization and validation of a hat feed reflector antenna

En este trabajo se realiza el diseño y simulación de un Hat Feed Parabolic Reflector, soportado por un dieléctrico a 26.25 GHz con 30.5 dBi de ganancia, a partir de un conjunto de especificaciones iniciales. El diseño y simulación se realizan con el software µWave Wizard™ de Mician, que en su última versión ha incorporado este tipo de estructuras mediante la técnica BOR FEM (Body Of Revolution Finite Element Method) que permite simular estructuras complejas de revolución como lo son las hat feed reflector antennas, usando tiempos de simulación mucho menores que otros softwares de simulación electromagnética. La antena propuesta tiene-28 dB de return loss en el rango de frecuencia de 25 ∼ 27.5 GHz, así como un bajo nivel de lóbulos laterales y polarización cruzada. Su distancia focal es de 45 mm con F/D de 0.25, lo que la convierte en una estructura muy compacta. Se valida así mismo el diseño logrado en los softwares de simulación CST Microwave Studio y Ansys HFSS.

In this work, we focus on the design and simulation of a Dielectric-Supported Hat Feed Parabolic Reflector Antenna. The antenna operates at a frequency of 26.25 GHz with 30.5 dBi gain and the initial specifications guide our design process. The design and simulation are carried out using the µWave Wizard™ software by Mician. This latest version incorporates the BOR FEM (Body Of Revolution Finite Element Method) technique, which enables efficient simulation of complex revolution structures, including hat feed reflector antennas. Compared to other electromagnetic simulation software, this approach significantly reduces simulation times. The proposed antenna exhibits a return loss of-28 dB within the frequency range of 25 to 27.5 GHz. Additionally, it demonstrates low side lobes and cross-polarization. With a focal distance of 45 mm and an F/D ratio of 0.25, this antenna design is remarkably compact. Furthermore, the design achieved is validated using the CST Microwave Studio and Ansys HFSS simulation software.