طراحی و ساخت آنتن چوک رینگ پله‌ای باند X با پوشش‌دهی وسیع جهت کاربرد در ماهواره‌ی ناهید-1

فلاح زاده, مجتبی; علی اکبریان, هادی; فلاح زاده, سعید; حدادی, سید ابوالفضل; رادیوم, سهیل

طراحی و ساخت آنتن چوک رینگ پله‌ای باند X با پوشش‌دهی وسیع جهت کاربرد در ماهواره‌ی ناهید-1

نویسندگان

¹ مرکز تحقیقات فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران

² دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

³ دکتری، مرکز تحقیقات فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران

چکیده

در بین آنتن‌هایی که برای پوشش‌دهی ماهواره‌های LEO در محدوده‌ی فرکانسی مایکروویو به کار گرفته می‌شوند آنتن‌های چوک رینگ یکی از بهترین گزینه‌ها محسوب می‌شوند. در این مقاله یک آنتن چوک رینگ با چهار رینگ هم‌محور با پروفایل پله‌ای نزولی از مرکز فاز آنتن طراحی و بهینه‌سازی شده و پس از ساخت مورد آزمایش قرار گرفته است. مشخصات مورد نیاز آنتن بر اساس نیازهای پروژه ماهواره ناهید-1 محاسبه شده است. پلاریزاسیون دایروی آنتن توسط تیغه‌ی سپتوم تعبیه‌شده در داخل موجبر دایره‌ای متصل به آنتن تامین می‌شود. پترن تشعشعی وسیع آنتن محدوده‌ی 125 درجه‌ای را در راستای زاویه‌ی فراز در فرکانس 5/10 گیگاهرتز با بهره‌ای بهتر از 3 دسیبل پوشش می‌دهد. به منظور کاهش اثرات بدنه‌ی ماهواره و صفحات خورشیدی بر الگوی تشعشعی آنتن، با نصب آنتن بر روی ماکت ماهواره تمامی اثرات آن بر روی آنتن از طریق اندازه‌گیری و هم شبیه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا برای کاهش اثرات مخرب صفحات خورشیدی بر روی آنتن، ارتفاع آن از سطح ماهواره مقداری افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26455153.1395.4.3.3.9

عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of a Wide Beam Stepped Choke Ring Antenna for X band Links of LEO Satellites

چکیده [English]

Choke ring antenna is one of the best options among many types of antennas being used for LEO satellites
operating in microwave frequencies. In this paper, a four-ring stepped choke ring antenna with a descending
profile has been designed, optimized, fabricated and tested. This cylindrical waveguide fed antenna produces
circular polarization by using a septum. The wide radiation pattern of this antenna covers 125 degrees in 10.5
GHz with a gain better than 3dB. To minimize the effects of the satellite body and solar panels on the radiation
pattern, the antenna has been mounted on a satellite mock-up whose effects have been fully investigated in
simulation and measurement..

کلیدواژه‌ها [English]

Stepped Choke Ring Antenna
LEO Satellite
Parasitic Effect of Body
Antenna Installation
X Band Link

مراجع

[1] D. Colantonio and C. Rosito, “A Spaceborne Telemetry Loaded Bifilar Helical Antenna for LEO Satellites,” Microwave and Optoelectronics Conference (IMOC), pp. 741-745, 2009.

[2] H. Fraser, “Parametrisation and Design of Quadriﬁlar Helices for use in S-band Satellite Communications,” A Dissertation Submitted to the Faculty of Engineering and the Built Environment, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulﬁlment of the requirements for the degree of Master of Science in Engineering, Johannesburg, 2010.

[3] M. Hosseinmardi, S. Fallahzadeh, and A. Cheldavi, “X-Band Circularly Polarized Saddle Radiation Pattern Satellite Antenna,” Taylor & Francis, Electromagnetics, pp. 508-525, 2015.

[4] J. M. Yim, J. K. Son, T. K. Lee, J. W. Lee, and W. K. Lee, “X-Band Isoflux Pattern Antenna For SAR Data Transmission,” 3rd International Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR), 2011.

[5] C. Rocken, C. Meertens, B. Stephens, J. Braun, T. VanHove, S. Perry, O.Ruud, M. McCallum, and J. Richardson, “UNAVCO Academic Research Infrastructure (ARI)Receiver and Antenna Test Report,” Choke Ring Antenna Radiation Patterns from UNAVCO ARI Test Report.

[6] Y. Chen, T. Chiueh, and H. F. Teng, “A 77-118 Ghz Resonance-Free Septum Polarizer,” The American Astronomical Society, The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 211, no. 1, 2014.