Diseño de antenas reflectarray de polarización circular en banda Ka para comunicaciones de banda ancha vía satélite

Linares Torcal, Ignacio (2018). Diseño de antenas reflectarray de polarización circular en banda Ka para comunicaciones de banda ancha vía satélite. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Diseño de antenas reflectarray de polarización circular en banda Ka para comunicaciones de banda ancha vía satélite
Author/s:
  • Linares Torcal, Ignacio
Contributor/s:
  • Martínez de Rioja del Nido, Eduardo María
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Date: 2018
Subjects:
Freetext Keywords: Antena, reflectarray, doble banda, banda Ka, comunicaciones por satélite, elementos impresos, policarbonato, fabricación aditiva, dipolos, doble polarización circular, elementos multicapa.
Faculty: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Department: Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Actualmente, las comunicaciones en banda ancha vía satélite se realizan con antenas reflectoras, las cuales presentan inconvenientes en complejidad de diseño, dimensiones, peso y manejabilidad del haz. La tecnología reflectarray, con ayuda de la tecnología de circuitos impresos y de técnicas de fabricación como la fabricación aditiva y la impresión 3D, busca solventar esos problemas de forma sencilla y barata, combinando la tecnología tradicional de reflectores con la de antenas de array estándar. Esta tecnología ofrece importantes ventajas, como la flexibilidad de direccionamiento del haz mediante la generación de una cierta fase progresiva en su superficie y la capacidad de generación de haces independientes en cada polarización. Otras ventajas son la eliminación de la red de alimentación propia de las antenas de array convencionales y la fabricación en paneles planos, que puede ser de gran utilidad para antenas terminales de usuario. El diseño realizado en el presente proyecto es una antena reflectarray de 17,1 cm x 17,1 cm que opera en las bandas de 18,95-20,45 GHz (recepción) y 29,25-29,75 GHz (transmisión) en polarización dual circular, destinada como terminal de usuario para comunicaciones por satélite en banda Ka, tanto para establecer una conexión de acceso a internet por satélite como para recepción de contenido de difusión vía satélite (Direct Broadcast Satellite). El objetivo principal de este trabajo ha sido el de demostrar la capacidad de los reflectarrays para trabajar simultáneamente en dos polarizaciones circulares ortogonales, y en dos bandas de frecuencia, sin necesidad de utilizar un componente polarizador. La clave para su funcionamiento reside en la geometría de la celda reflectarray utilizada. Dicha celda consta de dos capas apiladas, cada una dedicada a una banda de frecuencias. La capa inferior está formada por 5 dipolos en paralelo y la capa superior por 3 dipolos en paralelo, destinados cada conjunto al control de la respuesta en fase de la antena en las bandas de frecuencias inferior y superior, respectivamente. Alternando periódicamente celdas reflectarray con los dipolos orientados en la dirección del eje X y celdas con los dipolos en la dirección del eje Y, se ha logrado el control independiente de las componentes X e Y del campo incidente proveniente de la bocina. Se ha seguido un proceso de diseño cuya metodología general ha consistido en diseñar y caracterizar adecuadamente el elemento radiante de la agrupación en las dos bandas de frecuencias de trabajo para, seguidamente, realizar el diseño completo de la antena especificando las dimensiones de cada uno de los elementos radiantes. Se han realizado dos diseños de la antena reflectarray que presentan unos buenos diagramas de radiación con una ganancia de en torno a 30 dB. El primer diseño funciona en polarización circular mediante el uso de un alimentador que incorpora un polarizador, mientras que el segundo realiza la transformación de polarización lineal a circular en su superficie, sin necesidad de utilizar polarizador. Finalmente, se han comparado ambos diseños con el fin de resaltar las ventajas del segundo diseño, con respecto al primero.

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Item ID: 51980
DC Identifier: http://oa.upm.es/51980/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:51980
Deposited by: Biblioteca ETSI Telecomunicación
Deposited on: 30 Aug 2018 16:33
Last Modified: 30 Aug 2018 16:33
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