Dissertação

Mechanical design and analysis of a deployment mechanism for low frequency dipole antenna EVALUATED

Este trabalho visa a concepção preliminar do projecto mecânico e análise de um mecanismo extensível para uma antena dipolar de baixa frequência. O mastro da antena é projectado de modo a cumprir os requisitos estruturais desejados, visando obter a massa mais baixa possível. Uma antena dipolar é usada em aplicações espaciais para executar medidas do campo eléctrico, incluindo medidas da gama de ultra-baixas frequências associadas com importantes fenómenos ionosféricos e troposféricos, por exemplo ressonâncias de Schumann e ondas de Alfvén. Para realizar o projecto preliminar do mastro da antena, realizou-se um estudo de conceitos dos dispositivos de mecanismos extensíveis disponíveis em literatura e um conceito foi escolhido para ser desenvolvido através de um analytical hierarchy process simplificado. Uma abordagem inovadora foi concebida para o conceito e um protótipo de impressora 3D foi produzido para a validar. Uma matriz com materiais aprovados para espaço foi criada, sendo a selecção do material baseada em critérios que permitiram alcançar um material de baixa densidade e alta rigidez. Um modelo de elementos finitos foi desenvolvido com o intuito de executar análises estática, harmónica e modal para avaliar os requisitos e escolher as dimensões secundárias, dado que o comprimento do mastro era um requisito. Estas análises foram realizadas tendo em conta o ambiente de lançamento e a necessidade do desacoplamento entre as frequências naturais do mastro e as frequências associadas com os fenómenos a estudar. Dois modelos foram criados: o mais inovador não cumpriu os requisitos, o mais seguro foi considerado parcialmente compatível com estes.
antena dipolar, estrutural extensível, mastro telescópico, antena de baixa frequência, análise de elementos finitos

Novembro 3, 2015, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Miguel António Lopes de Matos Neves

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar