Антенная система для наноспутника

(51) 01 21/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Полезная модель относится к области антенных систем и может быть использована в качестве приемной и передающей антенны на малых спутниках. В основу создания полезной модели поставлена задача упрощения самой конструкции антенны, повышение наджности и обеспечение поляризации, близкой к круговой.(72) Мутанов Галимкаир Мутанович Темирбаев Амирхан Адилханович Намазбаев Тимур Адилканович Алипбаев Куаныш Арингожаевич(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Научнотехнологический парк Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный Полезная модель относится к области антенных систем и может быть использована в качестве приемной и передающей антенны на малых спутниках. Нано- и пико- спутники на низких околоземных орбитах, в отличие от крупных спутников, имеют более строгие ограничения на конструкции антенны из-за ограничений по мощности, которые регулируют рабочую частоту и размер. После разработки платформыбыли приняты специальные стандарты,жестко регламентирующие использование специальной конструкции, бортового компьютера, системы энергоснабжения и специальных антенных систем. Для высокой пропускной способности передаваемых от наноспутника данных необходимо использовать более высокие частоты с высоким коэффициентом усиления антенной системы. Однако из-за пространственных и энергетических ограничений для малых спутников увеличивать коэффициент усиления антенной системы нежелательно. Еще одним требованием к таким антеннам является отказастойкость самой антенной системы при раскрытии механизма в космосе. Сегодня на малых спутниках применяют антенны в виде спирали, рулетки, рамочную и дипольную антенны. У всех вышеперечисленных антенных систем имеются свои преимущества и недостатки. Таким образом,существует необходимость усовершенствования антенных систем, с тем, чтобы они обеспечивали регламентированные требования для использования их в качестве антенной системы в наноспутниках. Известна развертываемая спиральная антенна для наноспутников (Европейский патент ЕР 2693563 В 1, опубл. 05.02.2014). Спиральная антенна работает в УКВ диапазоне и выполнена с возможностью использования ее в . Спиральная антенна является складной и может складываться как в радиальном, так и в осевом направлениях. Антенна состоит из двух спиральных элементов, намотанных в противоположных направлениях и образующих столбец антенны, где один из спиральных элементов является проводящим элементом антенны. Антенна также включает в себя множество расположенных по окружности вертикальных ребер жесткости,расположенных вдоль длины колонны и соединенных с винтовыми элементами в каждом месте, где вертикальные ребра жесткости пересекаются с элементами спирали. Элементы спирали и вертикальные ребра жесткости сделаны из такого гибкого материала, как стекловолокно, так что антенна может быть свернута и уложена в относительно небольшом пространстве. Недостатком такой антенны является то, что она занимает большое место в отсеке наноспутника,несмотря на способность складываться. Если учесть малые размеры наноспутников (10 см 10 см 10 см 1), то применение такого типа антенны является нежелательным. Известны антенны для малых спутников (заявка на Патент США 20150162656 от 11.06.2015 г.),которые направлены на увеличение коэффициента 2 усиления за счет использования самой конструкции наноспутника. Как известно, некоторые спутники могут быть оснащены раскрывающимися солнечными панелями, чтобы максимизировать площадь попадания солнечных лучей. Сущность данного изобретения заключается в том, чтобы в качестве раскрывающей конструкции использовать проводящий материал, который играет роль рефлектора или антенны в зависимости от конфигурации. По сравнению с монополем с коэффициентом усиления около 1,65 дБ,используемым в обычном , монополь,сделанный в соответствии с некоторыми вариантами данного изобретения, обеспечивает усиление примерно до 10 дБ в зависимости от конфигурации. Аналогично, патч антенны в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения может обеспечить увеличение коэффициента усиления приблизительно в 2 раза,т.е. примерно на 3 дБ. Недостатком данного изобретения является то,что оно может быть применено только в наноспутниках,у которых имеются раскрывающиеся панели, тем самым сужая область применения такой антенны. Наиболее близким аналогом является антенна 430, разработанная компанией. Данная антенная система состоит из четырех монопольных антенн, объединенных в фазированную сеть, чтобы сформировать единую антенну с круговой поляризацией. Диаграмма направленности антенны близка к всенаправленной и нет белых пятен. Антенна совместима с 1, 2 или 3 структурами , может быть установлена на верхней или нижней части структурыи не мешает устанавливать полезную нагрузку, например, камеру, или солнечные панели. Недостаткомявляется то, что при установке данной антенны на структуру 1 проблемным становится физическое сокращение длины антенны из-за малых размеров структуры 1. В данном случае характеристики антенны заметно ухудшаются. В основу создания полезной модели поставлена задача упрощения самой конструкции антенны,повышение наджности и обеспечение поляризации,близкой к круговой. Техническим результатом являются следующие моменты. Упрощение конструкции достигается тем,что изначально в нераскрытом виде антенны собраны внутри полукруга и легко раскрываются при открытии держателя. Надежность обеспечивается тем, что форма полукруга исключает вероятность нераскрытия антенны. Получение поляризации, близкой к круговой,достигается тем, что антенная система состоит из двух диполей. На Фиг.1 и Фиг.2 изображена предлагаемая антенная система в раскрытом и нераскрытом виде,которая состоит из 1, 2 - двух дипольных антенн, 3- коннектора, 4 - крышки держателей, 5 - системы термического ножа с электронным блоком управления, 6 - алюминиевой подложки, 7 - крепежа для антенн. На Фиг.3 показана трехмерная диаграмма направленности антенны. Предполагаемое внедрение полезной модели антенная система связи наноспутников А- и А 2. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Антенная система, содержащая два диполя и систему термического ножа с электронным блоком управления, установленные на алюминиевой подложке, отличающаяся тем, что дипольные антенны собраны в полукруговом отсеке, что позволяет им легко и безотказно раскрыться при открытии крышки держателя.