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Dissertação

{pt_PT=Design and Testing of Planar Inverted-F Antennas with Application to the ORCASAT CubeSat} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma antena para transmitir telemetria do ORCASat, um CubeSat de duas unidades. O estudo inclui a avaliação de quatro opções, seguida da análise aprofundada, fabricação e teste numa câmara anecóica da configuração escolhida. A alternativa escolhida opera a 2.4 GHz e combina duas Planar Inverted-F Antennas (PIFA) numa configuração em cruz com uma porta de alimentação no centro e dois pinos de curto circuito para sintonizar a frequência central. Esta nova configuração de antena oferece um diagrama de radiação omnidirecional com polarização linear idêntico a uma antena dipolo, mas em um formato plano e sem a necessidade de um sistema de desdobramento mecânico. Assim, a antena elimina os riscos e complexidades associados ao desdobramento. Quando montada na face final do satélite, o diagrama de radiação da antena permite a comunicação com a Terra para todas as orientações do satélite, tornando este projeto vantajoso quando se trata da fase inicial de tumbling. As simulações da antena mostram um ganho máximo de 2,8 dBi, um coeficiente de reflexão de -29 dB na frequência de trabalho de 2,46 GHz e uma largura de banda a 10 dB de 54 MHz. O protótipo foi testado com um Vector Network Analyzer (VNA) e a frequência central medida foi de 2.37 GHz, um erro de 3,6%. Os resultados na câmara anecoica provam que o diagrama de radiação é omnidirecional., en=This thesis presents the development of an antenna to transmit telemetry from ORCASat, a two-unit CubeSat. The research includes four alternatives, followed by the in-depth analysis, manufacturing, and testing in an anechoic chamber of the selected configuration. The chosen design operates at 2.4 GHz and combines two Planar Inverted-F Antennas (PIFA) in a crossed configuration with a feeding port in the center and two shorting pins to tune the central frequency. This novel antenna design offers a linear polarization omnidirectional radiation pattern identical to a dipole antenna, but in a flat form factor, and without the need for a deployment system. Thus, the antenna eliminates deployment-associated risks and complexities. When mounted on the satellite end face, the antenna radiation pattern allows communication with Earth for every orientation of the satellite, making this design advantageous when dealing with the initial tumbling phase. Simulations of the antenna show a maximum gain of 2.8 dBi, a reflection coefficient of -29 dB at the 2.46 GHz working frequency and a 10 dB bandwidth of 54 MHz. The prototype was tested with a Virtual Network Analyzer (VNA) and the measured central frequency was 2.37 GHz, an error of 3.6%. The results in the anechoic chamber prove that the radiation pattern is omnidirectional. }
Keywords: {pt=CubeSat, antena, PIFA, diagrama de radiação., en=CubeSat, antenna, PIFA, radiation pattern.}

Discussão: dezembro 7, 2021, 17:30