Diseño de una antena de banda C de reflectarray de metasuperficie de panel plano
Autores: Kim, Gyoungdeuk; Hwang, Myeongha; Jeong, Hyunmin; Lim, Chul-Min; Park, Kyoung Youl; Kim, Sangkil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño de una antena de banda C de reflectarray de metasuperficie de panel plano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño de antena de reflectarray de metasuperficie de panel plano
Aplicaciones satelitales
Celda unitaria
ángulo de reflexión
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño de una antena reflectarray de metasuperficie de panel plano alimentada por una antena de cuerno circular para aplicaciones satelitales. Una antena reflectarray basada en metasuperficie es similar a un reflector de panel plano y se caracteriza por un ajuste del ángulo de reflexión que es libre de la conocida ley de Snell. Esto se logró compensando el ángulo de la onda incidente utilizando la estructura de cada celda unitaria. Una celda unitaria de la metasuperficie diseñada está compuesta por un resonador de doble anillo. Muchos satélites utilizan una antena reflectarray debido a su estructura de panel plano y la capacidad de dirigir el ángulo de reflexión de la onda incidente. Este documento presenta el procedimiento detallado de diseño utilizando un simulador EM 3D comercial y el principio de funcionamiento de la antena reflectarray de metasuperficie de panel plano, incluyendo la configuración de simulación, el entorno de diseño y la automatización. El método de diseño propuesto es escalable para cualquier solucionador EM para análisis numérico. Se diseñó y validó un reflectarray compuesto por un conjunto de celdas unitarias de 16 x 16 a 5.8 GHz (banda C) mediante medición como prueba de concepto. Está excitado por un cantenna de cuerno circular de polarización lineal de bajo costo. La ganancia de antena medida y los patrones de radiación muestran un buen acuerdo con la simulación. La ganancia de antena medida del reflectarray fue de 22.4 dBi (nivel de supresión de polarización cruzada: 36 dB), y el ángulo de reflexión fue de 15 grados en incidencia normal.
Descripción
Este documento presenta el diseño de una antena reflectarray de metasuperficie de panel plano alimentada por una antena de cuerno circular para aplicaciones satelitales. Una antena reflectarray basada en metasuperficie es similar a un reflector de panel plano y se caracteriza por un ajuste del ángulo de reflexión que es libre de la conocida ley de Snell. Esto se logró compensando el ángulo de la onda incidente utilizando la estructura de cada celda unitaria. Una celda unitaria de la metasuperficie diseñada está compuesta por un resonador de doble anillo. Muchos satélites utilizan una antena reflectarray debido a su estructura de panel plano y la capacidad de dirigir el ángulo de reflexión de la onda incidente. Este documento presenta el procedimiento detallado de diseño utilizando un simulador EM 3D comercial y el principio de funcionamiento de la antena reflectarray de metasuperficie de panel plano, incluyendo la configuración de simulación, el entorno de diseño y la automatización. El método de diseño propuesto es escalable para cualquier solucionador EM para análisis numérico. Se diseñó y validó un reflectarray compuesto por un conjunto de celdas unitarias de 16 x 16 a 5.8 GHz (banda C) mediante medición como prueba de concepto. Está excitado por un cantenna de cuerno circular de polarización lineal de bajo costo. La ganancia de antena medida y los patrones de radiación muestran un buen acuerdo con la simulación. La ganancia de antena medida del reflectarray fue de 22.4 dBi (nivel de supresión de polarización cruzada: 36 dB), y el ángulo de reflexión fue de 15 grados en incidencia normal.