Σχεδιασμός μικροταινιακής (microstrip) κεραίας κυκλικής πόλωσης για εφαρμογές δορυφορικών τηλεπικοινωνιών

Abstract

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται τη σχεδίαση μιας μικροταινιακής (microstrip) κεραίας κυκλικής πόλωσης με ακτινοβολία στα 3 GHz, η οποία θα μπορεί να βρει εφαρμογή στο επίγειο τμήμα ενός LEO (Low Earth Orbit) δορυφορικού συστήματος. Κύριο χαρακτηριστικό των μικροταινιακών κεραιών είναι η ευκολία στην κατασκευή, το χαμηλό κόστος και το περιορισμένο μέγεθος, σε συνδυασμό με την αρκετά καλή απόδοση που εμφανίζουν κατά τη λειτουργία τους και τη δυνατότητα ηλεκτρονική σάρωσης που διαθέτουν, καθιστώντας τες έτσι έναν εκ των κυριότερων υποψηφίων στη δημιουργία δορυφορικών συστημάτων. Αυτές, καλούνται να αντικαταστήσουν τα ήδη υπάρχοντα συστήματα κεραιών που λειτουργούν στο επίγειο τμήμα δορυφορικού συστήματος LEO, τα οποία αποτελούνται κυρίως από παραβολικούς ανακλαστήρες (parabolic reflectors). Αυτοί, χαρακτηρίζονται από το μεγάλο τους μέγεθος, τη δυσκολία στην τεχνική υλοποίηση, και τον περιορισμό που επιφέρει η μηχανική σάρωση που διαθέτουν.

Με βάση τα παραπάνω, η εκκίνηση του ερευνητικού έργου πραγματοποιήθηκε με τη μελέτη των τεχνικών χαρακτηριστικών των μικροταινιακών κεραιών, ως στοιχείο τυπωμένων κυκλωμάτων, αλλά και του πλήθους των εφαρμογών που βρίσκουν. Στη συνέχεια, δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στις απαιτήσεις που εμφανίζει ένα δορυφορικό σύστημα LEO κατηγορίας. Τέλος, έπειτα από τη σταδιακή ανάλυση και σχεδίαση διαφόρων μοντέλων μικροταινιακών κεραιών, με τη χρήση του ηλεκτρομαγνητικού προσομοιωτή CST, προέκυψε ο τύπος μικροταινιακής κεραίας NOSCIPRA, ο οποίος εμφανίζει άριστα αποτελέσματα όχι μόνο σε ό,τι αφορά το ποσοστό της ανακλώμενης ακτινοβολίας σε σχέση με την τροφοδοτούμενη, αλλά κυρίως στην ποιότητα της κυκλικής πόλωσης, που αποτελούσε και την κύρια επιδίωξη της παρούσας εργασίας.