Estudio aplicado al diseño de antenas para nanosatélite tipo CubeSat basado en la herramienta de software CSt microwave studio

Abstract

El presente trabajo propone el diseño de una antena adecuada para la geometría del estándar de nanosatélites conocidos como CubeSat. Además, el estudio muestra la historia de su desarrollo, características, partes que lo componen y diferentes aplicaciones en las que se han utilizado, luego enfocándose en las antenas utilizadas por este estándar con un estudio y análisis guiado al diseño de antenas planas tipo Parche, por la flexibilidad en su diseño y la capacidad que tienen de reducir sus dimensiones físicas. La antena se ha diseñado empleando la herramienta de software CST-MWS. Para la optimización se utilizaron algunas herramientas, incluidas en el software, con valores de compromiso para la ganancia y el ancho de banda. También se utilizó el barrido de parámetros del simulador seleccionando los valores para un funcionamiento óptimo. La antena usa como frecuencia de trabajo una banda de ISM en 3.4 GHz para realizar el diseño y 2.5 GHz como segundo diseño complementario para realizar pruebas de campo, ambas diseñadas con la tecnología microstrip. La antena se compone de un arreglo de cuatro “parches” rectangulares, alimentado en su punto de máxima transferencia de potencia de 50 ohmios, acoplamiento a base de líneas microstrip, que se adapta a 50 ohm para la sonda coaxial, se utiliza el FR-4 como substrato dieléctrico de bajo costo. Luego de la simulación, la antena obtuvo una ganancia de 12.6 dBi, posteriormente se realizaron pruebas de campo en un enlace mediante routers y el cálculo de un enlace teórico entre el nanosatélite y la estación terrena.