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

Proč jsou metody distribuce vakcín COVID-19 krátké + 3 způsoby, jak je vylepšit

Objevilo se několik návrhů, jak distribuovat COVID-19 vakcíny, ale nezajistí spravedlivé rozdělení vakcíny. Tým, který zahrnuje Nicole Hassoun, profesorku na Binghamton University, navrhuje...

Obstrukční spánková apnoe je běžná u lidí s kognitivními poruchami – je léčitelná

Léčitelná porucha spánku, která je běžná u lidí s poruchami myšlení a paměti. K obstrukční spánkové apnoe dochází, když je během spánku dýchání opakovaně přerušováno....

Kvantové tunelování v grafenu posouvá éru vysokorychlostní bezdrátové komunikace Terahertz

Kvantové tunelování. Půjčka: Tisková kancelář Daria Sokol / MIPT Vědci z MIPT, Moskevské státní pedagogické univerzity a univerzity v Manchesteru vyvinuli velmi citlivý terahertzový...

Využití vibračních molekul ke studiu vlnových vlastností hmoty

Molekulární ionty HD + (páry žlutých a červených bodů) v iontové pasti (šedé) jsou ozářeny laserovou vlnou (červená). To vede k kvantovým skokům,...

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Newsletter

Subscribe to stay updated.