Antenner som et pindsvin sætter turbo på mini-satellit
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Antenner som et pindsvin sætter turbo på mini-satellit

Det kan være noget af en udfordring, når små satellitter skal have lagt bredbånd ind. Normalt klares det med en parabol-antenne. Men når satellitten har målene 10 x 20 x 30 cm, er der ikke lige plads til den slags.

Løsningen er at bruge en masse små antenner med teknologi fra mobiltelefonens verden.

En stor ordre er på vej til Aalborg, hvor en konstellation af satellitter fra Gomspace skal være rygrad i et telenetværk over ækvator. De små satellitter er billigere end den konventionelle slags, og det betyder at megabyteprisen bliver lav for telekunderne på Jorden, fortæller direktør Niels Buus. Det er almindelig kommerciel elektronik, som satellitterne er udstyret med.

Energien forlader kredsløbet

Lars Alminde, som er udviklings- og produktionschef i Gomspace, forklarer at frekvensen som satellitterne benytter, i dag ligger under 2 GHz, men i fremtiden skal det tal op på 20 til 30 GHz, så satellitterne kan snakke sammen med høj båndbredde.

»Udfordringen er, at når frekvensen går op, får man meget større tab i de enkelte radiokomponenter og i samlingen af dem.«

Det betyder, at energien forlader kredsløbet de forkerte steder – i stedet for radioenergi bliver den til varme, både på sender- og modtagersiden.

Det er den såkaldte MMIC-teknologi – monolitisk mikrobølge integreret kreds – som gør, at Gomspace kan integrere mange dele af radioen omkring et enkelt komponent. På den måde kommer energien ind i antennen og ikke ud i det kolde, ydre rum.

I stedet for paraboler: Masser af faser

På Gomspaces små satelitter er der som nævnt ikke plads til en parabolantenne, der kan koncentrere signalet.

»Vores satellitter er kubiske. Vi har lige overflader, som vi gerne vil bruge som antenner, uden at skulle lave avancerede strukturer. Når vi har siden af en satellit, kan vi efterligne forskellige antenne-geometrier ved at bruge mange forskellige antenne-elementer og sætte dem sammen på en smart måde, .«

De små antenner kombineres til én stor antenne. Hvert af de små antennemoduler opererer i forskellige faser. Når man lægger alle signalveje sammen, får man en meget skarpt fokuseret antenne.

Denne teknologi har været anvendt i en årrække, men det nye er, at man kan integrere det på en nanosatellit. Og løsningen på det problem var netop at gøre kredsløbene meget effektive, så energien ikke tabes til omgivelserne.

Dyrt med servicebesøg i det ydre rum

Kredsløbene skal også skal kunne holde til strålingen i det ydre rum.

»Vi skal teste forskellige kredsløb, og se hvilke, som bedst modstår strålingen ude i rummet. Vi skal også se på, hvorvidt konfigurationen er robust, hvis vi får fejl på en enkelt antenne ud af mange.

Hvis et enkelt element ud af 64 sætter ud, skal den samlede antenne stadig virke. Det er nemlig dyrt at få serviceeftersyn på de kanter. Så antenne og satellit testes med bestråling.

»Vi måler deres ydelse før og efter. På den måde får vi en god indikation af strålingen.«

Skal artiklen forstås således, at der på een flade af en cubesat er placeret mange antenner som styres samlet og dermed giver stor sendeeffekt ?

Hvordan styres retningen ? Er det også elektronisk, så når nævnte flade peger nogenlunde mod modtageområdet, så kan finretningen ske elektronisk ?

  • 0
  • 0

Det lyder som om der er tale om phased array antenner. Ved at forsinke signalet til nogle del-elementer af en antenne (det de her kalder "små antenner") kan man bestemme i hvilken retning den samlede bølgefront af signalet skal bevæge sig.
Altså: Din satellit bruger en plan flade til en antenne. Normalvektoren for planet vil i udgangspunktet angive hovedretningen for din antennes signal. Men hvis antennen består af mange små del-antenner, der fødes individuelt, kan man ved at forsinke signalerne til nogle af antennerne få signalets bølgefront til at bevæge sig i en retning, der ikke peger samme vej som normalvektoren.
Antag fx at din satellits plane antenne ligger parallelt med lokal lodret (altså "kigger" lige ned), men at din jordstation er ude til en af siderne. Ved at faseforskyde (forsinke) signalerne til de små antenner på den rigtige måde, kan du få bølgefronten til at ramme din modtage antenne. Uden at dreje satellitten.

  • 2
  • 0

Det lyder som om der er tale om phased array antenner.

En exceptionel smart ultrabredbåndet antenne array er her:

May 10, 2006, phys.org: 100-to-1 Bandwidth: New Planar Design Allows Fabrication of Ultra Wideband Phased Array Antennas:
Quote: "...
The 33-to-1 antennas are flat and include three layers of metal foil fabricated in computer-designed patterns using printed circuit board technology. A prototype that works down to 300 MHz is 16 inches square and about three inches thick – providing a substantial size, weight and volume savings over conventional “egg crate” antennas.
..."

Billede.

  • 0
  • 0