Design and analysis of deployable antenna for satellites

This thesis examines the viability of an umbrella like deployable antenna with an aperture of 1m, stowed in a volume of 1.5U or 2U. Some antenna basic theory is referenced and a literature survey on antenna deploying mechanisms is performed. Following this, a concept is proposed, based on an existin...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Σταματόπουλος, Φίλιππος
Άλλοι συγγραφείς: Stamatopoulos, Filippos
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2020
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/13727
id nemertes-10889-13727
record_format dspace
spelling nemertes-10889-137272022-09-05T11:17:57Z Design and analysis of deployable antenna for satellites Σχεδιασμός και ανάλυση πτυσσόμενης κεραίας για δορυφόρους Σταματόπουλος, Φίλιππος Stamatopoulos, Filippos Deployable reflector CubeSata antenna Deployment kinematics Deployment dynamics Antenna mechanism design Εκτεινόμενη κεραία Κεραία CubeSat Κινηματική έκτασης Δυναμική έκτασης Σχεδίαση μηχανισμού κεραίας This thesis examines the viability of an umbrella like deployable antenna with an aperture of 1m, stowed in a volume of 1.5U or 2U. Some antenna basic theory is referenced and a literature survey on antenna deploying mechanisms is performed. Following this, a concept is proposed, based on an existing design with an enhancement to meet the desired deployed aperture. To assess the stowage of the reflector in a given volume, simple tools are developed which are utilized during the design process. All the components from the reference design are considered of constant dimensions expect for the ribs which are the focus of the thesis. Through adjustments, the final three-stage rib design is reached. Having completed the design, the deployment sequence is described. A single-rib kinematic analysis is performed to extract the ideal motion profiles of the deployment. A single-rib dynamic analysis is performed to be used as a reference to multi-rib analysis and to examine the real motion and the forces produced. Multi-rib dynamic analyses are performed to simulate the deployment of the mechanism from a holistic perspective. Finally, a simple analysis of the antenna’s electromagnetic pattern is performed. Summarizing, it seems possible to deploy a 1m aperture antenna from a 2U stowage volume. The proposed mechanism can be studied in further detail and more analysis should be done, but the overall concept is viable. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία εξετάζεται η δυνατότητα αποθήκευσης μίας εκτατής κεραίας τύπου ομπρέλας, διαμέτρου 1m, σε όγκο αποθήκευσης 1.5U ή 2U. Αναφέρονται κάποια βασικά στοιχεία θεωρίας κεραιών και πραγματοποιείται βιβλιογραφική έρευνα για τους μηχανισμούς έκτασης κεραιών. Ακολούθως, προτείνεται μία προσέγγιση, βασιζόμενη σε υπάρχων σχέδιο προστίθεται ένα σημείο βελτίωσης ώστε να επιτευχθεί η επιθυμητή τελική διάμετρος. Για να εξετασθεί η αποθήκευση της κεραίας σε ένα συγκεκριμένο όγκο αναπτύσσονται απλά εργαλεία, τα οποία αξιοποιούνται κατά τη διαδικασία του σχεδιασμού. Όλα τα εξαρτήματα από το σχέδιο αναφοράς θεωρούνται σταθερών διαστάσεων, εκτός των βραχιόνων έκτασης, που αποτελούν και το αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας. Μέσω προσαρμογών των διαστάσεων, το τελικό σχέδιο του βραχίονα τριών σταδίων επιτυγχάνεται. Με ολοκληρωμένο σχέδιο, περιγράφεται η αλληλουχία έκτασης. Πραγματοποιείται κινηματική ανάλυση ενός μοντέλου μονού βραχίονα από την οποία θα προκύψουν οι γραφικές παραστάσεις των ιδανικών κινήσεων κατά την έκταση. Πραγματοποιείται δυναμική ανάλυση ενός μοντέλου μονού βραχίονα η οποία θα χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί η πραγματική κίνηση και οι δυνάμεις που αναπτύσσονται. Επίσης θα αξιοποιηθεί ως αναφορά για τις δυναμικές αναλύσεις πολλαπλών βραχιόνων. Δυναμικές αναλύσεις πολλαπλών βραχιόνων πραγματοποιούνται ώστε να μελετηθεί η έκταση με έναν πιο πλήρη τρόπο. Τελικώς, πραγματοποιείται μία απλή ανάλυση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίο της κεραίας. Συμπερασματικά, φαίνεται ότι η έκταση μιας κεραίας διαμέτρου 1m από όγκο αποθήκευσης 2U είναι εφικτή. Ο προτεινόμενος μηχανισμός μπορεί να μελετηθεί σε περισσότερο βάθος και να πραγματοποιηθούν επιπλέον αναλύσεις, αλλά η συνολική προσέγγιση είναι εφικτή. 2020-08-02T11:52:30Z 2020-08-02T11:52:30Z 2020-07-21 http://hdl.handle.net/10889/13727 en application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Deployable reflector
CubeSata antenna
Deployment kinematics
Deployment dynamics
Antenna mechanism design
Εκτεινόμενη κεραία
Κεραία CubeSat
Κινηματική έκτασης
Δυναμική έκτασης
Σχεδίαση μηχανισμού κεραίας
spellingShingle Deployable reflector
CubeSata antenna
Deployment kinematics
Deployment dynamics
Antenna mechanism design
Εκτεινόμενη κεραία
Κεραία CubeSat
Κινηματική έκτασης
Δυναμική έκτασης
Σχεδίαση μηχανισμού κεραίας
Σταματόπουλος, Φίλιππος
Design and analysis of deployable antenna for satellites
description This thesis examines the viability of an umbrella like deployable antenna with an aperture of 1m, stowed in a volume of 1.5U or 2U. Some antenna basic theory is referenced and a literature survey on antenna deploying mechanisms is performed. Following this, a concept is proposed, based on an existing design with an enhancement to meet the desired deployed aperture. To assess the stowage of the reflector in a given volume, simple tools are developed which are utilized during the design process. All the components from the reference design are considered of constant dimensions expect for the ribs which are the focus of the thesis. Through adjustments, the final three-stage rib design is reached. Having completed the design, the deployment sequence is described. A single-rib kinematic analysis is performed to extract the ideal motion profiles of the deployment. A single-rib dynamic analysis is performed to be used as a reference to multi-rib analysis and to examine the real motion and the forces produced. Multi-rib dynamic analyses are performed to simulate the deployment of the mechanism from a holistic perspective. Finally, a simple analysis of the antenna’s electromagnetic pattern is performed. Summarizing, it seems possible to deploy a 1m aperture antenna from a 2U stowage volume. The proposed mechanism can be studied in further detail and more analysis should be done, but the overall concept is viable.
author2 Stamatopoulos, Filippos
author_facet Stamatopoulos, Filippos
Σταματόπουλος, Φίλιππος
author Σταματόπουλος, Φίλιππος
author_sort Σταματόπουλος, Φίλιππος
title Design and analysis of deployable antenna for satellites
title_short Design and analysis of deployable antenna for satellites
title_full Design and analysis of deployable antenna for satellites
title_fullStr Design and analysis of deployable antenna for satellites
title_full_unstemmed Design and analysis of deployable antenna for satellites
title_sort design and analysis of deployable antenna for satellites
publishDate 2020
url http://hdl.handle.net/10889/13727
work_keys_str_mv AT stamatopoulosphilippos designandanalysisofdeployableantennaforsatellites
AT stamatopoulosphilippos schediasmoskaianalysēptyssomenēskeraiasgiadoryphorous
_version_ 1771297202715492352