ANTENAS EM FENDA MINIATURIZADAS PARA NANOSSATÉLITES PADRÃO CUBESAT 8U

  • Rodrigo Facco
  • Marcos Vinicio Thomas Heckler
Rótulo Antenas, fenda, Nanossatélites, miniaturizadas, CubeSat, Telecomunicações

Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um estudo relacionado a diferentes topologias de carregamentos reativos para antenas em fenda aplicado a um modelo de nanossatélite padrão CubeSat 8U. O uso de pequenos satélites em missões aeroespaciais se torna uma opção viável para aplicações específicas especialmente em função das complexidades de desenvolvimento reduzidas e os baixos custos. Com base nisso, esse projeto se propôs a desenvolver antenas em fenda miniaturizadas para aplicação aeroespacial com foco em estruturas com dimensões reduzidas, baixa massa embarcada e uso de frequências na ordem das centenas de MHz. O estudo foi realizado considerando o uso do substrato Taconic CER-10 com constante dielétrica εr ≅ 10, espessura h = 3,18 mm e tangente de perdas tanδ = 0,002. Além disso, foi utilizado o software Ansys HFSS para simulação eletromagnética e estudos paramétricos do conjunto de antenas instaladas no nanossatélite na forma de uma rede 2 x 2. As variáveis estudadas e decisivas para a escolha da melhor topologia foram o ganho, relação frente-costas (do inglês, Front Back Ratio - FBR), banda de operação (do inglês, Bandwidth - BW) e massa para operação na frequência f = 401 MHz. Dentre as geometrias analisadas, uma se destacou em função de possibilitar a obtenção de um maior ganho e relação frente-costas, porém com banda de operação e massa razoável se comparadas com as demais. Com uma fenda de 130 x 15 mm² inclinada em 45º e cargas reativas com comprimento de 61,5 x 2 mm², obteve-se um ganho de G = 7,37 dBi na direção de θ=0°, FBR = 13,53 dB, BW = 5,22 MHz e massa total da rede de 542,12 g. Observou-se que o uso de topologias com inclinação da fenda irradiante em 45º apresentam uma maior capacidade de concentração da energia na direção de interesse, porém a banda de operação pode ser reduzida em até 50 % se comparado com a estrutura não inclinada. Os resultados apresentam significativas vantagens em relação às antenas de microfita, especialmente relacionadas à banda, relação frente-costas e massa.

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Publicado
2020-11-20
Como Citar
FACCO, R.; VINICIO THOMAS HECKLER, M. ANTENAS EM FENDA MINIATURIZADAS PARA NANOSSATÉLITES PADRÃO CUBESAT 8U. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 12, n. 2, 20 nov. 2020.