Tehnologie inovatoare de antenă inspirată de origami pentru utilizare pe sateliți mici

O echipă multidisciplinară a creat o antenă mică, ușoară și ieftină, pentru comunicații nano și micro-satelit. Credit: Universitatea Națională Pusan

O echipă multidisciplinară a creat o antenă mică, ușoară și ieftină, pentru comunicații nano și micro-satelit.

Într-un nou studiu, oamenii de știință din Coreea și SUA au descoperit un nou design de antenă pentru utilizare în nanosateliții CubeSat folosind sisteme moderne de comunicații, cum ar fi comunicațiile 6G. Folosind cunoștințe teoretice bazate pe teoria origami, dinamica mecanică și principiile grupului de antene, cercetătorii au construit o antenă mică, ușoară și reconfigurabilă pentru CubeSat în funcție de modul operațional ales. Acest lucru ar putea marca începutul unei noi ere în comunicațiile prin satelit!

Sistemele moderne de telecomunicații se bazează pe sateliți pentru a transmite semnale pe tot globul rapid și fiabil, permițându-le utilizatorilor să trimită instantaneu mesaje din întreaga lume, să urmărească televiziunea live sau – cel mai recent – să facă apeluri de conferință.

Sateliții de comunicații utilizează unde radio de înaltă frecvență pentru a transmite date, antenele acționând ca o interfață bidirecțională, transformând energia electrică furnizată de emițător în unde radio și invers când sunt asociate cu un receptor. Prin urmare, antenele sunt un echipament vital, fără de care sateliții și receptoarele terestre ar fi practic inutile.

Cu toate acestea, în ciuda progreselor în ceea ce privește designul și performanța modernă a satelitului, tehnologia antenelor rămâne un factor limitativ pentru telecomunicațiile de nouă generație, cum ar fi 6G. Inginerii încearcă să minimizeze antenele pentru nanoselite fără a le compromite costurile sau performanța. De exemplu, nanosateliții cum ar fi CubeSats pot avea dimensiuni de până la 10 cm3 cubic, dar producerea unei antene de comunicație suficient de mici pentru a fi stocate în interiorul acesteia în timpul decolării și zborului este tehnic costisitoare și dificilă din punct de vedere tehnologic.

“Multe dintre antenele performante raportate pentru sistemele CubeSat sunt staționare, pliabile sau umflate.” explica dr. Sangkil Kim de la Universitatea Națională Pusan ​​din Coreea de Sud.

Recent, Dr. Kim și colegii de la Universitatea Națională Pusan ​​și Universitatea din Alabama, SUA, au dezvoltat o nouă antenă montată pe CubeSats utilizată pe orbita joasă a Pământului (LEO). Interesant este că designul lor a fost inspirat de matematica „origami”, arta japoneză a hârtiei pliante – în special un câmp numit cartografiere spațială – care le-a permis să decidă cea mai bună geometrie pentru o antenă pliabilă, montabilă. Cu proiectul pe hârtie, au decis să producă antena și să o testeze.

Cu dimensiuni extraordinare de 32,5 mm3 când este pliată și cântărește doar 5 grame, antena prototip se potrivește bine în interiorul unui CubeSat. Cercetătorii au folosit un material ieftin pentru a profita la maximum de antenă, folosind articulații speciale pentru a plia plăcile pătrate într-un cub, care poate fi stocat cu ușurință în timpul lansării și zborului. Odată pe orbită, antena poate fi plasată în afara CubeSat, gata să primească și să transmită date.

Prof. Kim și echipa sa au făcut un pas mai departe și au decis diferite moduri de plasare, în funcție de necesitatea comunicării sateliților între ei sau cu Pământul. „Volumul, modelele de radiații și polarizările antenei sunt configurabile în funcție de modul de operare necesar”, explică Dr. Kim. Această configurație a permis cercetătorilor să selecteze performanța antenei pentru fiecare tip de comunicație.

Cu rezultate atât de promițătoare, oamenii de știință speră că modelul lor va inspira proiecte viitoare concepute pentru tehnologia antenelor nanosatelite și va pregăti calea pentru sistemele de comunicații de nouă generație, precum 6G. Prototipul lor nu numai că va reduce costul nanosateliților în viitor și va îmbunătăți performanța lor generală, dar ar putea fi, de asemenea, scalat la sateliți mai mari pe orbita geostaționară și alte platforme de comunicații de pe Pământ.

Referință: „Model de radiații inspirate de origami și antenă de formă difol reconfigurabilă în centura C pentru aplicații CubeSat” de Myeongha Hwang, Gyoungdeuk Kim, Sangkil Kim și Nathan Seongheon Jeong, 20 octombrie 2020, Tranzacții IEEE pe antene și propagare.
DOI: 10.1109 / TAP.2020.3030908

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Un model agresiv bazat pe piață pentru dezvoltarea energiei de cuplare

Conceptul ARC Fusion Pilot Plant a fost dezvoltat la MIT ca o demonstrație a potențialului magneților supraconductori de temperatură înaltă de a reduce costurile...

Sug este mai important în cercetare decât potrivirea corectă a măștilor de față COVID

O echipă de cercetători care studiază eficacitatea diferitelor tipuri de măști de față a constatat că este cea mai bună protecție împotriva acesteia COVID-19,...

ADN origami folosit pentru monitorizarea direcționării genelor CRISPR

Imagine cu microscopie electronică a brațelor rotorului ADN origami, „L” portocaliu slab atașat la particulele de culoare mov. Credit: Imagine datorită Julene Madariaga...

Tatuaje inteligente OLED: inginerii creează tatuaje care emit lumină

Echipamente pentru tatuaje OLED. Credit: Barsotti - Institutul italian de tehnologie Oamenii de știință de la UCL și IIT -Istituto Italiano di Tecnologia (Institutul...

Modelele lui Moiré facilitează descoperirea unor faze izolatoare noi neașteptate

Formarea modelului moire de către doi faguri în fagure. Credit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside Un studiu condus de UC Riverside a observat faze...

Newsletter

Subscribe to stay updated.