Design of a Circularly Polarized Patch Antenna for Satellite Mobile Communications in L-Band

Abstract

Los sistemas de comunicaciones por satélite en la banda L han sido objeto de un interés considerable en los últimos años y un número, cada vez mayor, de servicios de comunicación-navegación ya están trabajando o tienen previsto trabajar en esta banda de frecuencias. Tras el éxito del lanzamiento y adquisición del tercer satélite Inmarsat-4 el 18 de agosto de 2008, un nuevo sistema de comunicación por satélite de banda ancha llamada BGAN (desarrollado por Immarsat) puede completar la cobertura mundial en la banda L. Por otro lado, los Sistemas Mundiales de Navegación por Satélite (GNSS) permiten una amplia gama de nuevas aplicaciones que se hacen particularmente atractivas hoy en día; estas aplicaciones pueden ser: navegación, localización, gestión de desastres; estos sistemas son una realidad cada vez más presente y su despliegue es una infraestructura global. Algunos de ellos son GPS, Galileo, GLONASS, COMPAS. Este proyecto ofrece un estudio detallado del diseño de una antena Tipo Parche con Polarización Circular para Comunicaciones por Satélite en la banda de frecuencias L para su empleo en los servicios satelitales de comunicación o navegación tales como INMARSA'T y los sistemas GNSS. Los diseños se realizaron empleando el software de simulación Advance Desing System-ADS, el cual permite tener simulaciones bastante confiables, brindándonos datos útiles para el diseño de este tipo de antenas. Para la construcción de las antenas se ha utilizado la tecnología de antenas tipo parche (microstrip), ya que está demostrado que esta tecnología es adecuada para este tipo de aplicaciones debido a sus diversas ventajas, tales como bajo perfil, ligero peso y su fácil integración con circuitos impresos. Las antenas están grabadas en un sustrato RT / Duroid con constante dieléctrica de 3.38 y grosor de 20mil. El proyecto presenta los resultados simulados y experimentales de diversos diseños de antenas que se realizaron para alcanzar los objetivos del proyecto.

This project provides a detailed study of the Design of a Circularly Polarized Patch Antenna for Satellite Communications in L-band for it use on communication-navigation services such as INMARSA'T and GNSS systems. The designs were done with simulating software Advance Design System-ADS, which provides fairly reliable simulations and useful data in designing these kinds of antennas. For the construction of the antennas it has been used microstrip antenna technology, because it has been demonstrated that it is suitable for these applications due to their many advantages such as low profile and weight, easy integration with printed circuits. The antennas are etched on a RT/Duroid with dielectric substrate of 3.38 with the height of 20mil. Simulated and experimental results of several designs of the antenna are presented.