Dissertação

{en_GB=Planar Antennas for CubeSat Missions} {} EVALUATED

{pt=CubeSats são um tipo de pico-satélites com um tamanho padrão de 10 x 10 x 10 cm3 (1U), ou múltiplos de 1U, pesando menos de 1.33 kg por unidade cúbica. Surgem alguns problemas quando se desenha uma antena para ser integrada na pequena estrutura de um CubeSat. Técnicas de miniaturização são precisas para diminuir o tamanho físico da antena, sendo que soluções de antenas desdobráveis podem ser usadas quando antenas de elevada abertura são necessárias, por exemplo em missões que requerem antenas de ganho elevado. Aparecem também desafios especiais devido ao ambiente severo que é o espaço. Nesta tese, duas antenas planares diferentes, para aplicações em CubeSats são desenhadas e fabricadas. Primeiro uma antena tipo patch para o CubeSat ISTsat-1 é desenvolvida. Segundo, uma antena reflect array (RA) é desenvolvida, para uma possível missão de um ISTsat-2. A antena para o ISTsat-1 opera na banda L, mais especificamente a 1090 MHz, e vai ser usada para uma missão de automatic dependent surveillance – broadcast (ADS-B). A segunda antena opera na banda Ka de uplink (27 - 31 GHz) e pode ser usada em inúmeras aplicações, uma delas banda larga móvel de alta velocidade. Durante o desenvolvimento das antenas presentes nesta tese, são realizados estudos por simulação, o fabrico de protótipos e testes experimentais específicos. Em relação à antena de ADS-B do ISTsat-1, uma antena na versão final flight ready, é apresentada. , en=CubeSats are a type of pico-satellites that have a standardized size of 10 x 10 x 10 cm3 (1U), or 1U multiples, and weigh less than 1.33 kg per cubic unit. A few challenges arise when designing an antenna to be integrated in the CubeSat's small structure. Miniaturization techniques must be used to shrink antenna size and deployable antennas solutions can be used when bigger antenna apertures are needed e.g., in applications that require a high gain antenna. Also, special challenges arise due to the harsh environment in space. In this thesis, two different planar antennas for CubeSat applications are designed and fabricated. First, a patch antenna for the ISTsat-1 CubeSat, is developed. Secondly, a reflect array (RA) antenna is developed for a possible ISTsat-2 mission. The antenna for ISTsat-1 operates in the L band, more specifically 1090 MHz, and is for an automatic dependent surveillance – broadcast mission (ADS-B). The second antenna operates in the Ka uplink band of 27 - 31 GHz, and can be used for multiple applications, e.g. fast mobile broadband access. During the development of the antennas in this thesis, simulation studies are performed, as well as the fabrication of prototypes, and specific experimental tests. In regard to the ISTsat-1 ADS-B antenna, a fully functional, flight ready antenna, is presented. }
{pt=CubeSat, ISTsat-1, Antenas para Satélites, Antenas Planares, Antenas Patch, Antenas Reflect Array, en=CubeSat, ISTsat-1, Satellite Antennas, Planar Antennas, Patch Antenna, Reflect Array}

Novembro 16, 2018, 11:30

Orientação

ORIENTADOR

Carlos António Cardoso Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Jorge Manuel Leal Lopes Rodrigues da Costa

ISCTE-IUL

Professor Associado