Dissertação

{pt_PT=Electrical Design of Radio Antenna for the TT&C Subsystem of the ORCASat Nanosatellite} {} APPROVED

{pt=Projeto elétrico da antena de rádio para o subsistema de telecomunicações do ORCASat, um CubeSat de 2 unidades. O principal objetivo é desenvolver o conceito da antena e respetivo circuito de adaptação de impedâncias, de modo a acomodar as limitações impostas pelo link budget. No desenvolvimento da antena o foco principal foi fazer com que esta tivesse frequência de ressonância nos 436.5MHz. Para este estudo é usado o solver High Frequency Structure Simulator (HFSS) do Analysis System (ANSYS). Quando à antena se junta o circuito de adaptação, o foco adicional é fazer com que a impedância de entrada da antena seja 50Ohm nos 436.5MHz. Para o estudo do circuito de adaptação é usado o solver Advanced Design System (ADS). Os componentes são desenvolvidos em cinco iterações de simulações, até um projeto final ser obtido. Os resultados numéricos pretendem posteriormente ser comprovados com resultados obtidos em três testes experimentais–coeficiente de reflexão, padrão de radiação e ganho absoluto. É feito o projeto para uma Printed Circuit Board (PCB) onde o protótipo é montado e testado. Ao realizar o primeiro teste são encontradas incongruências com os resultados esperados das simulações. Procede-se à alteração do plano do primeiro teste de modo a tentar compreender, pelo menos, o comportamento da antena a nível de ressonância. Apesar de não ser o ideal, assemelha-se ao esperado, sendo por isso a antena validada, mas não o circuito de adaptação. Finalmente, são sugeridas medidas a tomar, de modo a terminar os testes e atingir a validação do sistema., en=Electrical Design of a Radio Antenna for the Telemetry, Tracking and Command (TT&C) subsystem of the ORCASat 2U-CubeSat I proposed. The main goal is to develop the concept of the antenna and its impedance matching network, and to accommodate the limitations imposed by the link budget. In the development of the antenna, the focus was to make it have a resonance frequency of 436.5MHz. For this study, the solver High Frequency Structure Simulator (HFSS) from Analysis System (ANSYS) is used. When the matching network is added to the antenna, the additional focus is to make the input impedance of the antenna 50Ohm at 436.5MHz. To study the matching network, the solver Advanced Design System (ADS) is used. The components are developed through five iterations of simulations, until a final design is obtained. The numerical results are later intended to be confirmed by results obtained in three experimental tests–return loss, radiation pattern and absolute gain. The design of a Printed Circuit Board (PCB) has been proposed, and the prototype has been assembled and tested. When performing the first test, inconsistencies with the expected results of the simulations were observed. The first test plan has been modified to try to understand at least the behavior of the antenna at the resonance level. Although it was not ideal, it was able to reproduce the computational predictions thus validating the antenna, however the matching network was not achieved. Finally, procedures are suggested to be taken to end the tests and achieve system validation.}
{pt=CubeSat, Antena, Circuito de Adaptação., en=CubeSat, Antenna, Matching Network.}

Orientação

ORIENTADOR

Carlos António Cardoso Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático