Reducción de la fuga de antena en radar satelital cuasi-monostático utilizando metamateriales planares
Autores: Khalvati, Mohammad Reza; Bovey, Dominique
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Reducción de la fuga de antena en radar satelital cuasi-monostático utilizando metamateriales planares
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Detritos espaciales
Radar
Fuga de RF
Antenas
Metamateriales
Banda prohibida electromagnética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
En una misión autónoma de eliminación de desechos espaciales robóticos, un sensor esencial utilizado para la navegación es un radar FMCW diseñado para la navegación relativa a corta distancia. Para lograr el rendimiento de rango requerido, es esencial minimizar la fuga de RF entre las antenas del transmisor (Tx) y del receptor (Rx) para la detección precisa del rango y la velocidad de los desechos espaciales objetivo. Las antenas posicionadas sobre la cara frontal metálica del satélite son altamente susceptibles a la fuga de RF, causada principalmente por la propagación de corriente en la superficie y las ondas laterales que viajan paralelas a la plataforma. Este estudio presenta dos metamateriales planos de una sola capa y ligeros: un novedoso espacio de banda electromagnética (EBG) compacto y una superficie de alta impedancia no uniforme (HIS), optimizados para suprimir tanto las ondas superficiales como interactuar con las ondas espaciales dentro del rango de frecuencia de 9.3-9.8 GHz. Estos diseños abordan estrictas limitaciones de tamaño, peso y potencia (SWaP) mientras aseguran compatibilidad con condiciones extremas del espacio y resistencia a choques mecánicos. La validación experimental indica que se logra una mejora mínima de aislamiento Tx/Rx de 10 dB utilizando el HIS, y 20 dB utilizando el EBG a través del ancho de banda operativo del radar (5%).
Descripción
En una misión autónoma de eliminación de desechos espaciales robóticos, un sensor esencial utilizado para la navegación es un radar FMCW diseñado para la navegación relativa a corta distancia. Para lograr el rendimiento de rango requerido, es esencial minimizar la fuga de RF entre las antenas del transmisor (Tx) y del receptor (Rx) para la detección precisa del rango y la velocidad de los desechos espaciales objetivo. Las antenas posicionadas sobre la cara frontal metálica del satélite son altamente susceptibles a la fuga de RF, causada principalmente por la propagación de corriente en la superficie y las ondas laterales que viajan paralelas a la plataforma. Este estudio presenta dos metamateriales planos de una sola capa y ligeros: un novedoso espacio de banda electromagnética (EBG) compacto y una superficie de alta impedancia no uniforme (HIS), optimizados para suprimir tanto las ondas superficiales como interactuar con las ondas espaciales dentro del rango de frecuencia de 9.3-9.8 GHz. Estos diseños abordan estrictas limitaciones de tamaño, peso y potencia (SWaP) mientras aseguran compatibilidad con condiciones extremas del espacio y resistencia a choques mecánicos. La validación experimental indica que se logra una mejora mínima de aislamiento Tx/Rx de 10 dB utilizando el HIS, y 20 dB utilizando el EBG a través del ancho de banda operativo del radar (5%).