Une équipe multidisciplinaire a conçu une petite antenne déployable légère et peu coûteuse pour les communications par nano et micro-satellite – Technoguide

Les systèmes de télécommunication modernes s’appuient sur des satellites pour relayer les signaux à travers le monde rapidement et de manière fiable, permettant aux utilisateurs d’envoyer des messages à travers le monde en un instant, de regarder la télévision en direct ou, plus récemment, de tenir des conférences téléphoniques avec des partenaires mondiaux directement depuis la table de la cuisine !

Les satellites de communication utilisent des ondes radio haute fréquence pour transmettre des données, les antennes agissant comme une interface bidirectionnelle, convertissant le courant électrique fourni par l’émetteur en ondes radio, et vice versa lorsqu’elles sont associées à un récepteur. Les antennes sont donc des équipements vitaux, sans lesquels les satellites et récepteurs au sol seraient pratiquement inutiles. Cependant, malgré les progrès de la conception et des performances des satellites modernes, la technologie d’antenne reste un facteur limitant pour les télécommunications de nouvelle génération telles que la 6G. Les ingénieurs ont du mal à miniaturiser les antennes pour les nanosatellites sans compromettre leur coût ou leurs performances. Par exemple, les nanosatellites comme les CubeSats peuvent être aussi petits qu’un cube de 10 cm3, mais fabriquer une antenne de communication suffisamment petite pour être stockée à l’intérieur pendant le lancement et le vol est coûteux et technologiquement difficile. “De nombreuses antennes hautes performances signalées pour les systèmes CubeSat sont déployables, pliables ou gonflables.” explique le Dr Sangkil Kim de l’Université nationale de Pusan ​​en Corée du Sud.

Récemment, le Dr Kim et ses collègues de l’Université nationale de Pusan ​​et de l’Université de l’Alabama, aux États-Unis, ont développé une nouvelle antenne déployable pour les CubeSats utilisés en orbite terrestre basse (LEO). Fait intéressant, leur conception a été inspirée par les mathématiques de «l’origami», l’art japonais du pliage de papier – en particulier un domaine appelé cartographie spatiale – qui leur a permis de décider de la meilleure géométrie pour une antenne pliable et déployable. Avec la conception sur papier, ils ont entrepris de fabriquer l’antenne et de la tester.

Avec des dimensions remarquables de 32,5 mm3 lorsqu’il est plié et ne pesant que 5 grammes, l’antenne prototype s’intègre parfaitement dans un CubeSat. Les chercheurs ont utilisé un matériau peu coûteux pour fabriquer la majeure partie de l’antenne, en utilisant des joints spéciaux pour plier les planches carrées en un cube, qui peut facilement être stocké pendant le lancement et le vol. Une fois en orbite, l’antenne peut être déployée à l’extérieur du CubeSat, prête à recevoir et transmettre des données.

Le professeur Kim et son équipe sont allés plus loin et ont mis en place différents modes de déploiement, selon que les satellites avaient besoin de communiquer entre eux ou avec la Terre. «Le volume, les diagrammes de rayonnement et les polarisations de l’antenne sont reconfigurables en fonction du mode de fonctionnement requis», explique le Dr Kim. Cette configuration a permis aux chercheurs d’optimiser les performances de l’antenne pour chaque type de communication.

Avec des résultats aussi prometteurs, les scientifiques espèrent que leur conception inspirera les futures conceptions déployables pour la technologie des antennes nanosatellites et ouvrira la voie aux systèmes de communication de nouvelle génération, tels que la 6G. Non seulement leur prototype réduira le coût des futurs nanosatellites et améliorera leurs performances globales, mais il pourra également être étendu à des satellites plus grands en orbite géostationnaire et à d’autres plates-formes de communication sur Terre.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université nationale de Pusan. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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