Mikrobølgelinser udnyttet til dannelse af flere stråler

Dette meget kompakte stråledannende netværk er designet til multi-beam satellit-nyttelastantenner. Generering af i alt 64 signalstråler udsendt fra en enkelt antenne, dette nye design kunne dække hele Jorden med flere spotstråler fra geostationær bane.

"Den traditionelle løsning for en multibeam-telekommunikationssatellit-nyttelast ville være en enkelt feed pr. signalstråle, men kun et begrænset antal feeds kan rummes foran satellitantennen, med hver feed, der kræver en dedikeret forstærker, " forklarer Petar Jankovic fra ESA's Radio Frequency Equipment and Technology-sektion.

"Dette er en meget integreret, lavere masse alternativ, udviklet med Airbus i Italien."

Det, der ligner et sunburst-design, er faktisk et Rotman-objektiv, lagt på et printkort, bruges til at dirigere og fokusere mikrobølger. Disse er almindeligt anvendt i jordbaserede radarsystemer, for eksempel ombord på avancerede droner eller in-car radar, og ses også på fremtidige 5G-basestationer.

En enkelt flad Rotman-linse tillader strålescanning langs en enkelt akse. Til dette design, otte af disse Rotman linser er stablet vandret, og otte mere er arrangeret lodret. Resultatet er et todimensionelt array af 64 blyantformede signalstråler - og denne arkitektur kan udnyttes som ønsket.

"Test af vores prototype demonstrator viser høj ydeevne, demonstrerer lavt indføringstab og med det målte worst-case returtab for beam-porte og array-porte altid bedre end 15 decibel i hele det fulde kaoperative bånd, " tilføjer Petar. "For alle vores målte stråler er der opnået meget regelmæssig pegning."

Næsten perfekt tilpasning mellem simulerings- og måleresultater er opnået, guidet af ESA intern software, der konverterer matematiske modeller af linserne til geometriske strukturer, kombineret med kommerciel software, der bruges til at simulere prototypen forud for dens fremstilling og test.

Udviklet gennem ESA's langvarige Advanced Research in Telecommunications Systems (ARTES) program, denne stråledannende netværksdemonstrator blev designet og bygget ved hjælp af rumkvalificerede løsninger, materialer og processer. Det næste skridt ville være at fremstille en kvalifikationsmodel for at kvalificere designet på udstyrsniveau til flyvning.