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2007/3/2 卒業論文発表会
超小型人工衛星QSAT用アンテナの研究開発
●中島究
宇宙機ダイナミクス研究室
2007/3/2 卒業論文発表会
内容
 目的及び背景
 概要
 展開方法
 QSATにおける配置
 マッチング回路
 試験結果
 アンテナ・パターン
 アンテナ・ゲイン
 回線設計
 結論及び今後の予定
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目的及び背景
 目的
 超小型人工衛星QSATに適したアンテナの開発
 背景
 超小型人工衛星開発の広がり
 従来のアンテナ：高コスト，複雑，大型
 宇宙機ダイナミクス研究室で開発中の超小型人工
衛星QSAT
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概要
 機構がシンプル，指向性が比較的広いモノポールアンテ
ナ，ダイポールアンテナを利用
種類
¼波長モノポールアンテナ
衛星搭載
受信用
衛星搭載
送信用
1/4λ
半波長ダイポールアンテ
ナ
1/2λ
周波数帯
[MHz]
波長
[mm]
アンテナ長
[mm]
145.80
~
146.00
2068
517
435.00
~
438.00
690
345
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展開方法
 巻尺（コンベックステープ）を利用
巻尺の復元力による展開機構の簡略化
分離前
展開
分離後
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QSATにおける配置
 伸展ブームによる姿勢の安定化
下面地球方向
下面にアンテナを配置
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ダイポールアンテナの配置
 まずダイポールアンテナの配置を考慮
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モノポールアンテナの配置
 不要電波の受信を防ぐ
 ダイポールアンテナか
らの電波を考慮
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マッチング回路
マッチング回路：アンテナと同軸ケーブルのインピーダンスの整
合を行う
バラン
：アンテナに180度位相のずれた電流を供給する
SMA
コネクタ
受信機
πマッチング
回路
モノポール
アンテナ
LCバラン
ダイポール
アンテナ
同軸ケーブル
送信機
SMA
コネクタ
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マッチング回路
¼波長モノポールアンテナ：πマッチング回路
半波長ダイポールアンテナ：LCバラン
L
C1
C2
L
C
C
L
Zo ：アンテナのインピーダンス
SWR ： Standing Wave Ratio，定在波比
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マッチング回路
 LCバランを改良
L
C1
C1
L
C2
C2
SWR ： Standing Wave Ratio，定在波比
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アンテナ・パターン
 アンテナ・パターン測定風景
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アンテナ・パターン
 ¼波長モノポールアンテナのパターン
 アンテナ・パターン：アンテナの指向性を示す
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アンテナ・ゲイン
 アンテナ・ゲイン G
40000
G  10log
 11.49
 xy  xz
[dB]
θ : 半値角[deg]
極大値の半分の
値(-3dB)になる角度
η : 効率
仮定
アンテナ・パターンは円形である．
θ=360[deg]
-25.9[dB]
-21.8[dB]
θ
[deg]
-25.7[dB]
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回線設計(1/4波長モノポール)
KUGS : Kyushu University Ground Station
FSK : Frequency Shift-Keying
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結論及び今後の予定
結論
 ¼波長モノポールアンテナ
広い指向性
地上局と通信可能
巻尺をアンテナとして利用可能
今後の予定
半波長ダイポールアンテナのマッチグ，パターン測定
より広い電波暗室でのパターン測定
回線設計
10km程度の距離をおいた実際の通信実験
環境試験
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