REDE DE ANTENAS EM FENDA APLICADA A NANOSSATÉLITES DO PROGRAMA CONASAT

Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um estudo relacionado a antenas em fenda que visa propor um modelo alternativo às estruturas de microfita para aplicação no programa CONASAT (Constelação de Nanossatélites) em desenvolvimento pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). I) Introdução: o programa CONASAT tem como objetivo o desenvolvimento de uma solução tecnologicamente mais avançada e a baixos custos para garantir e aprimorar a continuidade dos serviços oferecidos atualmente pelo Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais (SBCDA), por meio de uma constelação de nanossatélites, de forma a possibilitar uma melhora na qualidade do serviço em termos de capacidade, abrangência geográfica e tempos de revisita (CARVALHO, LIMA, et al., 2013). II) Objetivos: desenvolver uma rede de antenas em fenda com frequência de operação f=401 MHz, habilitada para o uso no enlace de subida e buscando uma solução ótima entre a eficiência de operação e a necessidade de uma estrutura compacta, com baixo perfil e massa reduzida, adequadas à instalação em um nanossatélite 8U (cubo com arestas de 20 cm). III) Material e métodos: as atividades foram desenvolvidas 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. Dessa forma, dentre as possibilidades de implementação em função das variáveis de projeto, o conjunto de antenas com os melhores resultados foi escolhido com base em análises computacionais. IV) Resultados e discussão: duas geometrias de antenas em fenda apresentaram bons resultados operacionais quando instaladas no nanossatélite, formando uma rede 2 x 2. Uma vez que as fendas apresentam irradiação bidirecional, fitas metálicas flexíveis foram instaladas na face oposta às antenas como forma de redirecionar a energia para a direção de interesse (direção da terra). Portanto, obteve-se um ganho G=7,96 dB e banda de operação B=13,3 MHz para uma das alternativas e G=5,79 dB com B=29,37 MHz para a outra. A primeira solução possibilita a obtenção de maior ganho, porém com banda mais estreita em comparação com a segunda topologia. V) Conclusão: o conjunto de estruturas desenvolvidas apresentaram resultados com vantagens operacionais superiores às antenas em tecnologia de microfita propostas por (VIEIRA, YOSHIMOTO, et al., 2018). Dentre as vantagens obtidas, tem-se a redução da massa total, aumento do ganho e da banda de operação (para um coeficiente de reflexão abaixo de -10 dB). BIBLIOGRAFIA: CARVALHO, M. J. M. et al. CONASAT - Constelação de Nano Satélites para Coleta de Dados Ambientais. XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Foz do Iguaçu, 2013. VIEIRA, J. M. et al. UHF and S-band Antenna Arrays for Nano-Satellite-Based Data-Relay. European Conference on Antennas and Propagation, Londres, 2018.