Проектування, виготовлення та вимірювання одношарової мініатюризованої патч-антени X-діапазону з метаповерхнею для місій CubeSat 0.5U та 1U

Для потреб найменшого кубічного супутникового блоку з майже незначним опором повітря на висоті, ми в цьому дослідженні конструюємо, зменшуємо в розмірах і оптимізуємо інноваційну одношарову метаповерхневу антену. Однією з основних цілей цього дослідження є покращення роботи антени та, відповідно, зменшення часу прийому даних протягом дня при використанні високоефективної енергетичної системи. Для досягнення всього цього була обрана нова форма патч-антени, яка була зроблена якомога меншою, зберігаючи при цьому хороші експлуатаційні характеристики відповідно до всіх попередніх цілей. Це усунуло необхідність процедури розгортання антени після виходу супутника на орбіту. Щоб ще більше покращити характеристики остаточної антени в X-діапазоні та, відповідно, загальну ефективність завершеного кубічного супутника, була обрана і оптимізована абсолютно нова форма одиничної клітини для створення метаповерхні, яка інтегрована в той же шар, що й розроблена патч-антена. Створена метаповерхня-інтегрована патч-антена показала хороші виміряні результати в X-діапазоні для зв'язку CubeSat після виготовлення та валідації в безехо-камері та за допомогою векторного мережевого аналізатора. Вона має надширокий діапазон частот від 7.55 до 9.93 ГГц (– 10 дБ BW 2.38 ГГц), односторонній радіаційний малюнок, є легковажною і має адекватний реалізований підйом близько 7.0 дБ на 8.4 ГГц. Загальні обчислені та виміряні результати, а також зменшені розміри та об'єм демонструють, що геометричні, механічні та електричні критерії місій CubeSat 0.5U та 1U в X-діапазоні задовольняються цією новою одношаровою широкосмуговою метаповерхневою антеною.