dual gridded reflector - upm

CSAT 67Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo

Dual Dual griddedgridded reflectorreflector


PolarizadoresPolarizadores• Dispositivos pasivos de tres puertas

– En transmisión, dos entradas, una salida• Se usan para separar/combinar polarizaciones circulares ortogonales

– Conversión de modo TE10 a TE11

• Los más usados en comunicaciones por satélites son los del tipo septum– Combina las funciones de polarizador y transductor de ortomodos (OMT)

Fuente: Paul Wade (W1GHZ)


Coberturas Coberturas multihazmultihaz. Estados Unidos. Estados Unidos

MS1, 2 y 3: reflectores conformados (2.8m) para optimizar C/I

Feed: 18 bocinas (1 por haz), polarización circular

Peso: 24 kg (incluyendo MLI y pintura térmica)

Tx/Rx and tracking feed(mejorar apuntamiento) Fuente: Lepeltier, Eucap07


Coberturas Coberturas multihazmultihaz. Estados Unidos. Estados Unidos

54 haces, 18 haces por reflectorBanda KuReutilización de frecuencias (17)

Fuente: Lepeltier, Eucap07


Cobertura Cobertura multihazmultihaz. Europa. Europa

Fuente: Hamelin, ICTP05

40 haces, Banda KaAncho de haz: 0.65º (Rx/Tx)Separación entre haces: 0.56ºReutilización de frecuencias y polarización

12 haces de gateway, 1 polarizaciónCada gateway: 4 haces, DVB-S2

5.4 tonPanel solares: 11 kW

Proyecto AGORA


Haces lingHaces lingüíüísticos. Europasticos. Europa


Reflector de 12m (desplegable)

Feed de 21 bocinas con doble polarización circular (septum, AR<0.2 dB)Peso: 85 kgFormación de haces: red de conformación (BFN)Banda S Cobertura Eutelsat W2A

6 haces: Italia, Península Ibérica, Francia, Alemania, Islas Británicas y PoloniaPIRE en EOC: 61 a 64 dBWC/I: de 8 a 14 dB


Cobertura Cobertura multihazmultihaz. Globalstar2. Globalstar2


10 haces

6 haces

52 elementos (cavity filter, micro hybridLNA) en 14 subarrays (redes BFN)


Efectos debidos a las condiciones en espacioEfectos debidos a las condiciones en espacio

• En entorno espacial es completamente diferente a las condiciones que aparecen en tierra.

• Efectos a tener en cuenta:– Efecto Multipactor– Efecto Corona– Passive Intermodulation

• El conjunto recibe el nombre de MULCOPIM• Estos efectos afectan al diseño de los componentes de

microondas que se instalan a bordo de satélite de comunicaciones– Materiales– Proceso de fabricación– Geometría


Efecto Efecto MultipactorMultipactor• Fenómeno de ruptura en RF• En condiciones de vacío (espacio) pueden existir

electrones libres que no encuentran dificultad para moverse

• Bajo ciertas condiciones, los electrones pueden encontrar caminos que son múltiplos de la longitud de onda

• En esas condiciones de resonancia, los electrones se aceleran debido a la señal de RF

• Los electrones acelerados rebotan con las paredes metálicas de los dispositivos de RF, pudiendo extraer más electrones (efecto avalancha)

• Habitual el filtros de alta Q, multiplexores, líneas de transmisión y conectores (componentes de estructura compacta)


Efecto Efecto MultipactorMultipactor

Fuente: J. Armendariz et al., FEST3D Simulation Tool: recent advances and developments, , MULCOPIM 2008.


Efecto CoronaEfecto Corona

• Consiste en la formación de un plasma de electrones debido a la ionización de un gas presente en una región de alto campo eléctrico

• Sucede cuando las condiciones de presión son muy pequeñas (0.1-100 mBar)

• En espacio sucede en órbitas entre 60 y 800 km de altura, con presiones entre 1 y 30 mBar (ionosfera)


Efecto CoronaEfecto Corona

Fuente: J. Armendariz et al., FEST3D Simulation Tool: recent advances and developments, , MULCOPIM 2008.


PassivePassive IntermodulationIntermodulation (PIM)(PIM)• Se debe a la formación de finas capas de óxido entre

superficies metálicas (por ejemplo, uniones entre guías de onda)

• Otras causas son los microcracks en superficies metálicas, suciedad, mecanizado deficiente, resistividad no lineal (en general, el PIM es la suma de varias causas)

• En satélites, se magnifica por la diferencia de potencias de entrada y salida

• Formación de uniones tipo pn• Características I-V no lineales• Depende de los materiales y la superficie de contacto• Tiene como efecto un incremento del ruido de

intermodulación (especialmente grave en sistemas multiportadora)


Criterios de diseCriterios de diseññooEfecto Multipactor

• Realización de medidas de alta potencia como herramienta de diseño

• Aumentar el tamaño del gap(estructuras mecánicas simples)

• Presurización a través de un gas• Aplicar un campo magnético para

alterar la condición de resonancia de los electrones

• Reducir el potencial de la superficie

• Evitar la contaminación• Estabilidad térmica• Usar recubrimientos (coatings)

Passive Intermodulation (PIM)• Evitar el uso de materiales no

lineales en antenas (o recubrir de una capa metálica)

• Evitar la exposición de señales radiadas a superficies rugosas o bordes afilados

• Minimizar los contactos metálicos (p.e., en juntas rotatorias)

• Minimizar variaciones térmicas• Reducir la longitud de los cables

y usar coaxial semirígido• Aislar los caminos de entrada

(baja potencia) y salida (alta potencia)

• Planificación de frecuencias para evitar interferencias

• Limpieza y mecanizado


Resultado del Resultado del MultipactorMultipactor

Fuente: V. Boria et al., Prediction tools of multipactor breakdown in passive components for space applications, IMS 2007.


DiseDiseñño de componentes de espacioo de componentes de espacio

http://www.fest3d.com/

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