Circular-polarised antenna for an amateur radio satellite

Abstract

Radioyhteys satelliitin ja maa-aseman välillä on luonteeltaan liikkuvaa tietoliikennettä. Tällöin lähetys- ja vastaanottoantennien sijainti toisiinsa nähden muuttuu. Signaalin ja antennin polarisaatiosovituksella on oleellinen vaikutus yhteyden laatuun. Ympyräpolarisaatiota käyttämällä voidaan merkittävästi vähentää liikkuvassa: tietoliikenteessä ominaista signaalin tason vaihtelua.

Tässä työssä suunniteltiin antenni radioamatöörisatelliittiin 10,5 GHz:n taajuusalueelle. Keskeisimpinä suunnitteluparametreina olivat antennin mahtuminen ennalta määriteltyyn pienehköön tilaan, ympyräpolarisaatio sekä haluttu keilanleveys.

Kirjallisuustutkimus tehtiin kolmen erityyppisen antennin osalta; planaarinen antenni, torviantenni ja heijastinantenni. Toteutettavaksi rakenteeksi valittiin suoraan edestä syötetty heijastinantenni. Syöttöelementtinä käytetään lyhyttä pyöreää aaltoputkea, jonka apertuuria on hieman levennetty.

Syöttötorvesta sekä koko antennirakenteesta esitetään mittaus-tuloksina suuntakuvio pääsäteilysuunnassa, ympyräpolarisaation elliptisyys sekä ristipolarisaatio.

Työn tuloksena todettiin, että kuvatun kaltaisella antennirakenteella, voidaan saavuttaa kohtuullinen suorituskyky, mikäli viritetään ympyräpolarisaation syötön vaiheistus ja sovitus tarkasti. Säteilykuviossa on kuitenkin huomattavan korkeat sivukeilat. Kehitysehdotuksina esitetään syöttöelementin muuttamista heijastinta vähemmän varjostavaksi tai antennin muuttamista sivusta syötetyksi rakenteeksi.