Een telecommunicatie-ingenieur aan de NUP/UPNA-Public University van Navarra heeft twee antenneprototypes ontworpen voor communicatiesatellieten; ze bieden meer lichtgewicht oplossingen, zijn minder omvangrijk dan de conventionele en vormen een aanzienlijke besparing voor de ruimtevaartindustrie, die al interesse in hen heeft getoond. De ESA-Europese Ruimtevaartorganisatie, onder andere, heeft meegewerkt aan haar werk.

Zoals de ingenieur Amagoia Tellechea uitlegde, "de ruimtevaartindustrie is steeds meer op zoek naar lichtere antennes omdat deze aspecten de kosten voor het lanceren van de satellieten aanzienlijk verlagen". De afgelopen jaren hebben op dit gebied aanzienlijke vorderingen gemaakt dankzij de ontwikkeling van verschillende technologieën, zoals antennes op basis van gedeeltelijk reflecterende oppervlakken (PRS) of ultradunne antennes op basis van meta-oppervlakken (kunstmatige structuren die zijn ontworpen om kenmerken weer te geven die niet in de natuur voorkomen).

Dus in haar proefschrift gebruikte de onderzoeker op PRS gebaseerde technologie om een ​​antenne te optimaliseren voor een satelliet die bedoeld is om te volgen, telemetrie en controle. Dit systeem is cruciaal om andere satellieten goed te laten functioneren, zoals, bijvoorbeeld, GPS-systemen in een medium baan op een afstand van ongeveer 20, 000 km van de aarde. "De belangrijkste functies van de tracking, telemetrie- en controlesystemen zijn gekoppeld aan de monitoring van de subsystemen van de satellieten, zoals het in- en uitschakelen van de motoren, het plaatsen van zonnepanelen, enz. Ze zijn ook verantwoordelijk voor het regelen van de baanparameters van de satellieten en houden toezicht op de communicatie met de controlecentra op aarde om mogelijke fouten te detecteren en oplossingen te implementeren, " zei Tellechea, die haar scriptie schreef in de NUP/UPNA's Antenna Research Group.

Een platte, lichtgewicht, kosteneffectieve oplossing

Het met deze technologie ontwikkelde prototype is een platte, lichtgewicht, kosteneffectieve oplossing bestaande uit een metalen grondvlak met een stralend element in het midden en een reflecterend oppervlak erboven. Het ontwerp genereert een resonantieholte die de versterking verhoogt. Deze antenne kan worden gebruikt in plaats van een veel complexere, omvangrijker conventioneel systeem bestaande uit 27 patchantennes.

In het tweede deel van haar proefschrift ontwierp de auteur een satellietantenne op basis van de opkomende metasurface-technologie voor toepassingen als TV, Internet of radar die werken op de Ku-band (deel van het niet-zichtbare elektromagnetische spectrum dat zich in het microgolfbereik van frequenties bevindt). Het werk werd uitgevoerd in samenwerking met de Applied Electromagnetism Group aan de Universiteit van Siena, experts op het gebied van meta-oppervlakken, en omvat voor het eerst theoretische modellering, de implementatie- en fabricagedetails van een metasurface-antenne die dubbele circulaire polarisatie kan bieden. Dit tot nu toe ongehoorde ontwerp, geproduceerd door de ingenieur, heeft een innovatieve metasurface-antenne die stralingsdiagrammen kan leveren met zowel rechtse als linkse circulaire polarisatie, waardoor robuuste, veelzijdige communicatie tussen de satellieten en de grondstations.

De voorgestelde antenne bestaat uit een materiaal met een lagere elektrische geleidbaarheid (bekend als diëlektricum), waardoor een configuratie met een dikte van slechts één millimeter kon worden bereikt. De oplossing is experimenteel gevalideerd en er is aangetoond dat deze het potentieel heeft om twee verschillende antennes te vervangen die momenteel worden gebruikt voor toepassingen in de bovengenoemde Ku-band. Het toevoegen van dit soort antennes aan satellietsystemen betekent een enorme besparing voor de ruimtevaartindustrie. Daarom hebben nationale en internationale bedrijven grote belangstelling getoond voor dit soort oplossingen.