2. Maestría

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Tesis de la Escuela de Posgrado

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2020 - 20212

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Subject: search.filters.subject.Antenas (Electrónica)

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    Diseño de antena fractal en bandas de frecuencia para el espacio profundo aplicado a una constelación de nanosatélites exploradores
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-17) Díaz Vargas, Ricardo Erick; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente trabajo consiste en el diseño de una antena para uso en misiones espaciales, que hagan uso de nano-satélites. La finalidad de este experimento es proponer un enlace de comunicación entre unidades CubeSat usadas en una configuración de enjambre. En el capítulo 1 se exponen los conceptos relacionados a las misiones de exploración espacial y los programas espaciales a realizarse en los próximos años. También, se presentan las bandas definidas para comunicación en el espacio profundo. En el capítulo 2 se definen los conceptos relacionados a los nano-satélites CubeSat y cómo estos han logrado que las misiones espaciales sean accesibles. También se describen configuraciones para la comunicación en una constelación de CubeSats. En el capítulo 3 se muestran los conceptos relacionados a los patrones fractales y antenas microstrip. Además, se diseña una antena con patrón fractal sintonizada para las bandas de comunicación en el espacio profundo. En el capítulo 4 se describen los procesos de simulación, los parámetros de umbral para definir el ancho de banda de la antena y su patrón de radiación. Finalmente se presentan los parámetros de la antena para cada banda de comunicación en el espacio profundo. Hipótesis: De acuerdo a las restricciones geométricas de los nano-satélites, es posible utilizar una antena para enlazar una constelación de nano-satélites en las bandas de comunicación en el espacio profundo. Objetivo: Diseñar y evaluar una antena con frecuencias de trabajo en los canales de comunicación dedicadas a la exploración del espacio profundo.
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    Design of a self-adjusting antenna feed for a homologous designed tiltable 20m-radio-telescope
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-04) Böhme, Martin; Ströhla, Tom; Heraud Pérez, Jorge Arturo
    Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Primärantenne beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Teleskops. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Methode zur theoretischen Abschätzung der Verformung durch das Eigengewicht des Reflektors des INRAS RT–20. Jene nach der Idee des homologen Designs von Hoerners konstruierten Teleskopen weisen eine Stützstruktur auf, die die Reflektorfläche unabhängig vom Elevationswinkel in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Gestalt halten. Somit kann die Verformung durch das Nachführen der Primärantenne ausgeglichen werden. Grundlage der Untersuchung ist ein vorhandenes Strukturmodell des RT–20–Teleskops. Zusammen mit den zugehörigen Geometriedaten und Materialparameten wird ein Finite-Element-Modell erstellt. Für dieses wird ein Belastungsfall mit dem Eigengewicht für verschiedene Elevationswinkel simuliert. Um die deformierte Reflektorfläche mathematisch zubeschreiben und den passenden Brennpunkt zu bestimmen wird eine parametrisierte Form eines Best-Fit-Paraboloids erörtert. Für die Ermittlung der Parameter werden drei Optimierungsalgorithmen in Matlab ausgeführt und miteinander verglichen. Daraus wird die Verschiebung des Brennpunkts (Defokussierung) ermittelt und der Bedarf einer Korrekturbewegung für die Primärantenne abgeschätzt. In einem Entwurfsprozess werden nach den Ideen der VDI2221–Norm technische Prinzipe für ein Aktuierungssystem entwickelt und bezüglich ausgewählter Kriterien gegeneinander abgewogen. Als Resultat dieses Bewertungsprozesses wird eines der Prinzipe erwählt und spezifiziert. Für die spätere Umsetzung werden Komponenten vorgeschlagen, Bauteile vorbereitend konstruiert und in einer CAD–Software zu einer funktionierenden Baugruppe zusammengefügt.