| Resumen castellano: | El objetivo de este proyecto es el análisis y diseño de array de antenas en fase en las bandas de 17,8 – 20,2 GHz para recepción y 27,5 – 30 GHz para la transmisión, con el fin de aplicarlas en comunicaciones con satélites de órbita baja desde estaciones base en la Tierra, esto es, el gateway del sistema.
Inicialmente, hemos diseñado la antena de transmisión. Para ello, hemos realizado un estudio sobre los diferentes materiales disponibles para el sustrato, y las formas de diseñarlo geométricamente y cómo alimentarlo. Hemos buscado materiales reales que se puedan utilizar en este rango de frecuencia para proceder al diseño utilizando el PathWave Advanced Design System (ADS) de Keysight Una vez diseñada la antena, hemos modelado el array utilizando EMPro para obtener el patrón de radiación y poder utilizarlo en un template en el SystemVue, probando también diferentes configuraciones de cómo disponer los elementos. Para finalizar con la transmisión, hemos obtenido el número de elementos radiantes para tres plataformas de satélites en la órbita baja que están en funcionamiento: SpaceX, Telesat y OneWeb.
De igual manera hemos procedido en la recepción: elección de sustrato, diseño de la antena, modelado del array y número de elementos radiantes para las tres plataformas mencionadas. En esta fase del diseño hemos considerado a la hora de modelar el array de antenas el ruido del sistema, ya que en la recepción es un parámetro influyente en las prestaciones de este, y la potencia entregada en cada uno de los elementos radiantes.
Para finalizar, en las conclusiones del proyecto se ha hecho un resumen de este, analizando y mostrando las diferentes gráficas obtenidas. Además, se ha añadido las líneas futuras. |
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| Resumen inglés: | Abstract
The main purpose of this work is to analyse and design a phased array system. Specifically, we choose 17.8 to 20.2 GHz frequency range for reception and 27.5 to 30 GHz for transmission. This work has been applied to low orbit satellite communications (LEO), for communications between the earth stations, or gateway and the satellites.
Initially, transmitting antenna was designed. For this, a study on the different materials available for the substrate was carried out, and the ways to design it geometrically and how to feed it. Real materials were considered, because they could be used in this frequency range to proceed to the design using the Keysight Advanced Design System. Once the antenna was designed, through EMPro the radiation pattern was obtained, and the modelling of phased array antennas started in SystemVue. Also, different configurations for the elements were tried. Three satellite platforms that are in orbit nowadays were chosen to analyse and get the number of elements: SpaceX, Telesat and OneWeb.
Similarly, the reception phased array antenna was designed: choosing the substrate, designing the antenna, modelling the array, and getting the number of radiant elements for the three mentioned low orbit satellites. In this stage of the design, the noise of the system was considered when modelling the antenna array, since in reception it is an influencing parameter in the performance of the system itself. The power delivered to each of the radiating elements was also considered.
Finally, a summary has been made, analysing and showing the different graphs obtained. In addition, future lines have been included. |
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Resumen