El objetivo de este proyecto, denominado “Diseño de redes de alimentación satelitales de alto aislamiento”, es el de aportar una solución para el UPMSat-3, proyecto del Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio de Riva”, el cual embarca dos transceptores de RF (radio frecuencia) que operan en la misma banda de frecuencia, y cuya operación sería detrimental para el otro.
Esto se hace mediante la creación de una red de alimentación hecha a medida usando tecnologías microstrip sobre un substrato de uso espacial. Conteniendo un acoplador híbrido de 90° y dos balunes para aislar ambos dispositivos, la red de alimentación permite el uso de doble polarización circular para prestar también aislamiento en radiación. Siempre buscando minimizar el tamaño del dispositivo.
El proyecto comienza analizando el actual problema presentado por el UPMSat-3, así como estableciendo los parámetros de interés concretos de cada dispositivo contribuyente a ello.
Continúa aportando una base teórica de los diferentes dispositivos y procesos involucrados en la solución, analizando requisitos especiales para aplicaciones espaciales como la baja desgasificación antes de mostrar un diagrama conceptual de alto nivel de la solución.
Sigue con una detallada explicación de los pasos seguidos para concebir la solución, incluyendo el modelado y la simulación, hechas mediante el uso de CAD (diseño asistido por ordenador) como Cadence AWR Microwave Office, Simulia CST Studio Suite, Autodesk Fusion360 y Altium Designer, y fabricación, donde se pone en contacto con quince fabricantes de PCB (tarjeta de circuito impreso).
El proyecto también analiza el actual sistema de antenas empleado en el UPMSat-3 y propone un diseño nuevo y mejorado junto con su propia red de alimentación de cara a futuro desarrollo.
Para finalizar, un juego de prototipos es medido mostrando buena correlación con los requisitos listados, aunque los prototipos no son lo suficientemente fieles al diseño concebido para caracterizar de manera completa el funcionamiento de la solución.
Abstract:
The aim of this project, titled “Design of high isolation satellite feeding networks”, is to provide a solution to the UPMSat-3, a project led by the Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio de Riva”, which embarks two RF (radio frequency) transceivers operating on the same frequency band and whose operation would be detrimental to the performance of the other.
This is done by creating a tailored feeding network using microstrip technologies on a space rated substrate. Containing a 90° hybrid coupler and two baluns to isolate both devices, the feeding network permits the use of dual circular polarizations in order to also provide radiation isolation. Always attempting to minimize the surface area of the device as much as possible.
The project begins by analyzing the current issue presented in the UPMSat-3, as well as laying out the concrete parameters of interest of either device contributing to it.
It continues by providing a theoretical background of the different devices and processes involved in the solution, analyzing unique requirements for space applications such as outgassing before displaying a conceptual high-level model of the solution.
It follows with a detailed explanation of the steps taken to conceive the solution, including the modelling and simulation, done through the use of modern CAD (Computer Aided Design) software such as Cadence AWR Microwave Office, Simulia CST Studio Suite, Autodesk Fusion360 and Altium Designer, and manufacturing, where fifteen different PCB (printed circuit board) manufacturing companies are contacted.
The project also analyzes the current antenna system employed on the UPMSat-3 and proposes a new and improved design along its own matching network intended for further development.
To finalize, a set of prototypes are measured showing good correlation with the listed requirements, although the prototypes are not sufficiently accurate to the conceived design to fully characterize the performance of the solution.
El objetivo de este proyecto, denominado “Diseño de redes de alimentación satelitales de alto aislamiento”, es el de aportar una solución para el UPMSat-3, proyecto del Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio de Riva”, el cual embarca dos transceptores de RF (radio frecuencia) que operan en la misma banda de frecuencia, y cuya operación sería detrimental para el otro.
Esto se hace mediante la creación de una red de alimentación hecha a medida usando tecnologías microstrip sobre un substrato de uso espacial. Conteniendo un acoplador híbrido de 90° y dos balunes para aislar ambos dispositivos, la red de alimentación permite el uso de doble polarización circular para prestar también aislamiento en radiación. Siempre buscando minimizar el tamaño del dispositivo.
El proyecto comienza analizando el actual problema presentado por el UPMSat-3, así como estableciendo los parámetros de interés concretos de cada dispositivo contribuyente a ello.
Continúa aportando una base teórica de los diferentes dispositivos y procesos involucrados en la solución, analizando requisitos especiales para aplicaciones espaciales como la baja desgasificación antes de mostrar un diagrama conceptual de alto nivel de la solución.
Sigue con una detallada explicación de los pasos seguidos para concebir la solución, incluyendo el modelado y la simulación, hechas mediante el uso de CAD (diseño asistido por ordenador) como Cadence AWR Microwave Office, Simulia CST Studio Suite, Autodesk Fusion360 y Altium Designer, y fabricación, donde se pone en contacto con quince fabricantes de PCB (tarjeta de circuito impreso).
El proyecto también analiza el actual sistema de antenas empleado en el UPMSat-3 y propone un diseño nuevo y mejorado junto con su propia red de alimentación de cara a futuro desarrollo.
Para finalizar, un juego de prototipos es medido mostrando buena correlación con los requisitos listados, aunque los prototipos no son lo suficientemente fieles al diseño concebido para caracterizar de manera completa el funcionamiento de la solución.
Abstract:
The aim of this project, titled “Design of high isolation satellite feeding networks”, is to provide a solution to the UPMSat-3, a project led by the Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio de Riva”, which embarks two RF (radio frequency) transceivers operating on the same frequency band and whose operation would be detrimental to the performance of the other.
This is done by creating a tailored feeding network using microstrip technologies on a space rated substrate. Containing a 90° hybrid coupler and two baluns to isolate both devices, the feeding network permits the use of dual circular polarizations in order to also provide radiation isolation. Always attempting to minimize the surface area of the device as much as possible.
The project begins by analyzing the current issue presented in the UPMSat-3, as well as laying out the concrete parameters of interest of either device contributing to it.
It continues by providing a theoretical background of the different devices and processes involved in the solution, analyzing unique requirements for space applications such as outgassing before displaying a conceptual high-level model of the solution.
It follows with a detailed explanation of the steps taken to conceive the solution, including the modelling and simulation, done through the use of modern CAD (Computer Aided Design) software such as Cadence AWR Microwave Office, Simulia CST Studio Suite, Autodesk Fusion360 and Altium Designer, and manufacturing, where fifteen different PCB (printed circuit board) manufacturing companies are contacted.
The project also analyzes the current antenna system employed on the UPMSat-3 and proposes a new and improved design along its own matching network intended for further development.
To finalize, a set of prototypes are measured showing good correlation with the listed requirements, although the prototypes are not sufficiently accurate to the conceived design to fully characterize the performance of the solution. Read More
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