Inovativní anténní technologie inspirovaná origami pro malé satelity

Multidisciplinární tým navrhl malou, lehkou a nízkonákladovou anténu pro nano-satelitní komunikaci. Půjčka: Pusanská národní univerzita

Multidisciplinární tým navrhl malou, lehkou a nízkonákladovou anténu pro nano-satelitní komunikaci.

Ve zcela nové studii objevili američtí vědci z Koreje nový design antény pro použití v nanosatelitech CubeSat s využitím nejnovějších systémů připojení, jako je připojení 6G. S využitím teoretických znalostí založených na principech teorie origami, mechanické dynamiky a anténního pole vytvořili vědci pro CubeSat malou, lehce laditelnou anténu, v závislosti na zvoleném provozním režimu. To by mohlo znamenat začátek nové éry satelitní komunikace.

Moderní telekomunikační systémy spoléhají na satelity, aby rychle a spolehlivě přenášely signály po celé zemi, což uživatelům umožňuje okamžitě posílat zprávy po celém světě, sledovat živé televizní vysílání nebo v poslední době konzultovat globální partnery přímo od kuchyňského stolu.

Komunikační satelity používají k přenosu dat vysokofrekvenční rádiové vlny, antény fungují jako obousměrné rozhraní, převádějí elektrický proud poskytovaný vysílačem na rádiové vlny a naopak v kombinaci s přijímačem. Antény jsou tedy výkonným vybavením, bez kterého by satelity a pozemní přijímače byly prakticky k ničemu.

Navzdory pokroku v moderním designu a výkonu satelitů však zůstává anténní technologie omezujícím faktorem pro telekomunikace nové generace, jako je 6G. Inženýři se snaží miniaturizovat antény nanosatelitů, aniž by byla ohrožena jejich hodnota nebo výkon. Například nanosatelity jako CubeSats mohou mít velikost až 10 cm3: krychle, ale výroba komunikační antény je dostatečně malá, aby ji udržela v provozu և za letu, nákladně և technologicky obtížně.

„Mnoho vysoce výkonných antén pro systémy CubeSat je nainstalováno, složeno nebo vyfukováno.“ vysvětluje Dr. Sangkil Kim z Pusanské národní univerzity v Jižní Koreji.

Nedávno Dr. Kim a kolegové z Pusanské národní univerzity a University of Alabama ve Spojených státech vyvinuli novou anténu nasazení pro CubeSats používané na oběžné dráze Země (LEO). Zajímavé je, že jejich design byl inspirován matematikou origami, japonským uměním skládání papíru, zejména v oblasti prostorového mapování, které jim umožnilo rozhodnout se pro nejlepší geometrii skládací antény. S projektem na papíře začali vyrábět a testovat anténu.

Pozoruhodné rozměry 32,5 mm3: Skládaná և vážící pouhých 5 gramů se prototypová anténa pohodlně vejde do CubeSatu. Vědci použili levný materiál k výrobě hlavní části antény pomocí speciálních spojů ke složení hranatých desek na kostky, které lze snadno držet během startu a letu. Jakmile je anténa na oběžné dráze, lze ji nasadit mimo CubeSat, připravenou přijímat a přenášet data.

Profesor Kim – jeho tým šel o krok dále – vytvořil různé režimy nasazení podle toho, zda satelity potřebovaly komunikovat mezi sebou nebo se Zemí. „Objem antény, vyzařovací vzorce, zatížení se transformují podle požadovaného provozního režimu,“ vysvětluje Dr. Kim. Tato konfigurace umožnila výzkumníkům optimalizovat výkon antény pro každý typ komunikace.

S tak slibnými výsledky vědci doufají, že jejich design inspiruje budoucí nasazení nano-satelitní anténní technologie a připraví tak cestu pro komunikační systémy nové generace, jako je 6G. Jejich prototyp nejenže sníží náklady budoucích nanosatelitů, zlepší jejich celkový výkon, ale také je rozšíří na větší satelity na geometrické oběžné dráze na jiných komunikačních platformách Země.

Odkaz. „Radiační vzor inspirovaný origami և Konvertibilní dipólová masová anténa pro aplikace CubeSat v pásmu C“ – Myeongha Hwang, Gyoungdeuk Kim, Sangkil Kim և Nathan Seongheon Jeong, 20. října 2020 Anténní transakce IEEE, distribuce,
DOI: 10.1109 / TAP.2020.3030908:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Aby se objev urychlil, vychází z mřížky vysoce dimenzionální infračervený mikroskop

Příklad vzoru dlaždice použitého ke skenování kulatého červa C. elegans. Non-grid pattern dává algoritmu vzorkování větší flexibilitu pro rychlé resetování oblastí zájmu. ...

Starověcí zirkonové říkají, že desková tektonika začala před 3,6 miliardami let – významná událost pro přivítání Země k životu

Zirkony studované výzkumným týmem byly vyfotografovány pomocí katholluminiscence, techniky, která umožňuje týmu vizualizovat vnitřek krystalů pomocí speciálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Tmavé kruhy na...

Můžeme opioidy zvýšit návykovostí? [Video]

V roce 2017 byly miliony lidí po celém světě závislí na opioidech a 115 000 zemřelo na předávkování. Opioidy jsou nejsilnější léky proti bolesti, které...

V místě vazby protilátek ve variantách viru COVID-19 – hlavní důsledky pro budoucí vakcíny

Výzkumný tým Penn State zjistil, že N protein na SARS-CoV-2 je uložen ve všech pandemických koronavirech souvisejících se SARS (nahoře vlevo: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV,...

NASA investuje 105 milionů amerických dolarů do vývoje inovativních technologií pro malé podniky ve Spojených státech

NASA Má dlouhou historii podpory amerických podnikatelů při vývoji technologií od nápadu po obchodní připravenost. Agenturní program Small Business Innovation Research (SBIR) dále podporoval...

Newsletter

Subscribe to stay updated.