Design of quad band X/Ka coaxial horn antenna and feed chain for satellite communications

Abstract

En este Trabajo Fin de Grado se presenta el proceso de diseño, simulación y optimización de un sistema de comunicaciones por satélite que trabaja simultáneamente en las bandas frecuenciales X y Ka con doble polarización lineal. La solución que se propone está destinada a la nueva generación de sistemas satelitales, y está compuesta por una antena de bocina corrugada coaxial que implementa corrugaciones axiales y radiales junto a un sistema de alimentación compuesto por un OMTJ coaxial y cuatro ramas de guía de onda rectangular precedido por un compacto polarizador OMT en las entradas de cada una de las bandas para permitir disponer de doble polarización lineal. En la parte interior de la bocina corrugada se encuentra una antena spline muy compacta específicamente diseñada para permitir que el sistema trabaje simultáneamente en ambas bandas frecuenciales, haciendo el sistema ideal para aplicaciones satelitales. El diseño se presenta junto a un largo proceso de optimización de todo el conjunto, procedimiento no recogido en la literatura hasta la fecha en este tipo de estructuras y que permite obtener unas mejores prestaciones.

This Degree Final Project presents the design, simulation and optimization process of a X/Ka quad band dual polarization system for satellite communications. The solution proposed is focused in the next generation satellite systems, and it is composed for a coaxial horn antenna developed with axial and radial corrugations with a complete feed chain formed by a coaxial OMTJ, four rectangular waveguide branches and a compact OMT polarizer in each of the signal inputs in order to allow the desired dual polarization. In the inner part of the corrugated horn antenna a very compact spline antenna has been located to perform the higher frequency band at the same time, making this system ideal for satellite communications. The design is presented with a very complex optimization process of the structure as a whole in order to achieve better results than an individual optimization, process which has not been explored in the literature in this kind of structures.