Un ingénieur en télécommunications de la NUP/UPNA-Université publique de Navarre a conçu deux prototypes d'antennes pour satellites de communication; ils offrent des solutions plus légères, sont moins encombrants que ceux utilisés classiquement et constituent des économies considérables pour l'industrie spatiale, qui a déjà manifesté son intérêt pour eux. L'ESA-Agence spatiale européenne, entre autres, a collaboré à son travail.
Comme l'a expliqué l'ingénieur Amagoia Tellechea, "l'industrie spatiale recherche de plus en plus des antennes plus légères car ces aspects réduisent considérablement le coût de lancement des satellites". Ces dernières années ont vu des avancées significatives dans ce domaine grâce au développement de diverses technologies, comme les antennes basées sur des surfaces partiellement réfléchissantes (PRS) ou les antennes ultrafines basées sur des métasurfaces (structures artificielles conçues pour afficher des caractéristiques qui ne se trouvent pas dans la nature).
Ainsi, dans sa thèse, la chercheuse a utilisé la technologie PRS pour optimiser une antenne pour un satellite destiné à la poursuite, télémétrie et contrôle. Ce système est crucial pour permettre aux autres satellites de fonctionner correctement, tel que, par exemple, des systèmes GPS situés en orbite moyenne à une distance d'environ 20, 000 km de la Terre. "Les principales fonctions du suivi, les systèmes de télémesure et de contrôle sont liés à la surveillance des sous-systèmes des satellites, comme allumer et éteindre les moteurs, le déploiement de panneaux solaires, etc. Ils sont également chargés de contrôler les paramètres orbitaux des satellites et de superviser la communication avec les centres de contrôle sur Terre pour détecter d'éventuelles pannes et mettre en œuvre des solutions, " dit Tellechea, qui a rédigé sa thèse dans le groupe de recherche sur les antennes du NUP/UPNA.
Un appartement, poids léger, solution rentable
Le prototype développé à l'aide de cette technologie est un plat, poids léger, solution économique comprenant un plan de masse métallique avec un élément rayonnant au milieu et une surface réfléchissante au-dessus. La conception génère une cavité résonnante qui augmente le gain. Cette antenne peut être utilisée à la place d'une antenne beaucoup plus complexe, système conventionnel plus volumineux comprenant 27 antennes patch.
Dans la deuxième partie de sa thèse, l'auteur a conçu une antenne satellite basée sur la technologie émergente des métasurfaces pour des applications telles que la télévision, Internet ou radar fonctionnant sur la bande Ku (partie du spectre électromagnétique non visible située dans la gamme de fréquences micro-ondes). Les travaux ont été menés en collaboration avec le Groupe d'électromagnétisme appliqué de l'Université de Sienne, experts dans le domaine des métasurfaces, et a pour la première fois inclus la modélisation théorique, les détails de mise en œuvre et de fabrication d'une antenne métasurface capable de fournir une double polarisation circulaire. Ce design inédit réalisé par l'ingénieur dispose d'une antenne métasurface innovante capable de fournir des diagrammes de rayonnement avec une polarisation circulaire droite et gauche, assurant ainsi robuste, communications polyvalentes entre les satellites et les stations terriennes.
L'antenne proposée comprend un matériau à plus faible conductivité électrique (dit diélectrique), ce qui a permis d'obtenir une configuration d'un millimètre d'épaisseur seulement. La solution a été validée expérimentalement et il a été démontré qu'elle pouvait être utilisée pour remplacer deux antennes différentes actuellement utilisées pour des applications dans la bande Ku mentionnée ci-dessus. L'adjonction d'antennes de ce type aux systèmes satellitaires constitue une énorme économie pour l'industrie spatiale. C'est pourquoi les entreprises nationales et internationales ont manifesté un grand intérêt pour des solutions de ce type.
