Tesi etd-01312022-171608 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
BONFIGLIO, IACOPO
URN
etd-01312022-171608
Titolo
Progettazione di un array planare di antenne a microstriscia in polarizzazione circolare per comunicazioni satellitari in banda ka-ku
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Relatori
relatore Manara, Giuliano
correlatore Nepa, Paolo
correlatore Michel, Andrea
correlatore Nepa, Paolo
correlatore Michel, Andrea
Parole chiave
- ka
- ku
- Patch
- Satcom
Data inizio appello
18/02/2022
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
18/02/2062
Riassunto
L’oggetto di questa tesi consiste in un’analisi dello stato dell’arte delle antenne a microstriscia e delle antenne ad horn andando a enfatizzare le differenze sostanziali tra di esse.
Nella scelta tra le due tipologie di antenne è stata prediletta l’antenna a microstriscia, infatti, viene progettata un’antenna phased-array in ricezione in banda Ku con 16 elementi. Il progetto si basa su una doppia polarizzazione ( V-pol e H-pol) gestita da16 sfasatori implementati sul lato opposto del PCB rispetto alle antenne per implementare la polarizzazione circolare. I 16 elementi sono distanziati di 0,5λ a 20 GHz nelle direzioni x e y. Le simulazioni mostrano un'elevata reiezione delle cross-polarity di 30 dB e una banda inferiore a 10dB maggiore di quella operativa, circa al doppio.
Nella modalità di polarizzazione circolare, il rapporto assiale (AR) misurato è di 2 dB a 20 GHz. Il design dei patch è scalabile per consentire la costruzione phased-array su larga scala con 1024 elementi o superiore. L’array analizzato è stato sviluppato in due versioni: la prima usando il materiale Megtron-6 della Panasonic mentre la seconda il Roger RO 4350B. Le prestazioni dell'array, le dimensioni compatte, il peso ultraleggero e il profilo basso con uno spessore di circa 1,5 mm lo rendono adatto per terminali SATCOM in banda Ka a prezzi accessibili.
The subject of this thesis presents an analysis of the state of art of microstrip antennas and horn antennas, emphasizing the substantial differences between them.
Having to choose between the two types of antennas, the microstrip antenna was preferred, indeed a phased-array antenna in Ku band reception with 16 elements is designed. The design is based on a double polarization (V-pol and H-pol) managed by a 16 phase shifters implemented on the opposite side of the PCB in order to implement circular polarization. The 16 elements are spaced 0.5λ at 20 GHz in the x and y directions respectively. The simulations show a high cross-polarity rejection of 30 dB and a band of less than 10dB greater than the operating one, approximately double.
In circular polarization mode, the measured axial ratio (AR) is 2 dB at 20 GHz. The patch design is scalable to allow a large-scale phased-array construction with 1024 elements or more. The analyzed array was developed in two versions: the first using Panasonic's Megtron-6 material while the second with Roger RO 4350B. Array performance, compact size, ultralight weight and low profile with a thickness of approximately 1.5mm make it suitable for affordable Ku-band SATCOM terminals.
Nella scelta tra le due tipologie di antenne è stata prediletta l’antenna a microstriscia, infatti, viene progettata un’antenna phased-array in ricezione in banda Ku con 16 elementi. Il progetto si basa su una doppia polarizzazione ( V-pol e H-pol) gestita da16 sfasatori implementati sul lato opposto del PCB rispetto alle antenne per implementare la polarizzazione circolare. I 16 elementi sono distanziati di 0,5λ a 20 GHz nelle direzioni x e y. Le simulazioni mostrano un'elevata reiezione delle cross-polarity di 30 dB e una banda inferiore a 10dB maggiore di quella operativa, circa al doppio.
Nella modalità di polarizzazione circolare, il rapporto assiale (AR) misurato è di 2 dB a 20 GHz. Il design dei patch è scalabile per consentire la costruzione phased-array su larga scala con 1024 elementi o superiore. L’array analizzato è stato sviluppato in due versioni: la prima usando il materiale Megtron-6 della Panasonic mentre la seconda il Roger RO 4350B. Le prestazioni dell'array, le dimensioni compatte, il peso ultraleggero e il profilo basso con uno spessore di circa 1,5 mm lo rendono adatto per terminali SATCOM in banda Ka a prezzi accessibili.
The subject of this thesis presents an analysis of the state of art of microstrip antennas and horn antennas, emphasizing the substantial differences between them.
Having to choose between the two types of antennas, the microstrip antenna was preferred, indeed a phased-array antenna in Ku band reception with 16 elements is designed. The design is based on a double polarization (V-pol and H-pol) managed by a 16 phase shifters implemented on the opposite side of the PCB in order to implement circular polarization. The 16 elements are spaced 0.5λ at 20 GHz in the x and y directions respectively. The simulations show a high cross-polarity rejection of 30 dB and a band of less than 10dB greater than the operating one, approximately double.
In circular polarization mode, the measured axial ratio (AR) is 2 dB at 20 GHz. The patch design is scalable to allow a large-scale phased-array construction with 1024 elements or more. The analyzed array was developed in two versions: the first using Panasonic's Megtron-6 material while the second with Roger RO 4350B. Array performance, compact size, ultralight weight and low profile with a thickness of approximately 1.5mm make it suitable for affordable Ku-band SATCOM terminals.
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