Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites

One of the leading trends of the past decades regarding satellites has been the ever more reduction in their size, leading to the creation of a class characterized by their small dimensions and light weight, nanosatellites. These have found use cases in a plethora of applications, many of which requ...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος
Άλλοι συγγραφείς: Bekas, Ioannis-Theodoros
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24615
id nemertes-10889-24615
record_format dspace
spelling nemertes-10889-246152023-03-02T04:35:37Z Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites Σχεδιασμός και ανάλυση πτυσσόμενης κεραίας επικοινωνίας για νανοδορυφόρους Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος Bekas, Ioannis-Theodoros Nanosatellites Computer Aided Design (CAD) Kinematic analysis Finite Element Analysis (FEA) Aerospace engineering Νανοδορυφόροι Σχεδιασμός με χρήση υπολογιστή Κινηματική ανάλυση Ανάλυση με χρήση πεπερασμένων στοιχείων Αεροδιαστημική μηχανική One of the leading trends of the past decades regarding satellites has been the ever more reduction in their size, leading to the creation of a class characterized by their small dimensions and light weight, nanosatellites. These have found use cases in a plethora of applications, many of which require high gain telecommunication antennas. The present diploma thesis aims to design and analyze such an antenna suited for use in nanosatellites. At first, a literature overview is conducted, in which deployable antenna concepts designed for satellites and their applicability for nanosatellites are presented. Moving forward, an antenna model is designed in Catia environment and kinematically analyzed in MSC Adams environment. With the results and knowledge gained from this model and with the target of greater reduction in stowed volume a second antenna model is created. After its design, kinematic and structural (modal and quasi-static) analyses are performed, with the structural analysis being performed in a FEA software environment. Concluding, the two models are compared and the effect of the design choices on the results of their analyses are outlined. Summarizing, based on the conclusions drawn from the models, changes and optimizations to the design of the antenna as well as the parametrization and execution of the analyses are proposed. Thus, the next steps for the continuation of this work are put forward. Μια από τις σπουδαιότερες εξελικτικές τάσεις των τελευταίων δεκαετιών στον τομέα του διαστήματος αποτελεί η ολοένα και μεγαλύτερη συρρίκνωση του μεγέθους των δορυφόρων, οδηγώντας στην δημιουργία της κλάσης των νανοδορυφόρων. Όμως, για πολλές εφαρμογές αυτών απαιτείται η ύπαρξη κεραιών υψηλού κέρδους. H παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στον σχεδιασμό και ανάλυση μιας τέτοιας κεραίας κατάλληλης για εφαρμογή σε νανοδορυφόρο. Αρχικά, πραγματοποιείται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση, κατά την οποία αναλύονται τα είδη πτυσσόμενων κεραιών που έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε δορυφόρους και η καταλληλόλητά τους για εφαρμογή σε νανοδορυφόρους. Στη συνέχεια, βάσει ενός από αυτά τα είδη, γίνεται ο σχεδιασμός ενός μοντέλου κεραίας σε περιβάλλον Catia και η κινηματική του ανάλυση σε περιβάλλον MSC Adams. Με τα αποτελέσματα που εξάγονται και με στόχο τη περαιτέρω μείωση του αποθηκευμένου όγκου της κεραίας δημιουργείται ένα δεύτερο μοντέλο. Αυτό αφότου σχεδιαστεί εξετάζεται κινηματικά, αλλά και δομικά (ανάλυση ιδιοσυχνοτήτων και αντοχής) σε περιβάλλον ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων. Συνοψίζοντας, τα δύο μοντέλα συγκρίνονται μεταξύ τους και τονίζεται η επιρροή των σχεδιαστικών επιλογών στα αποτελέσματα των αναλύσεών τους. Τέλος, με τα συμπεράσματα που εξάγονται από τις αναλύσεις των μοντέλων προτείνονται αλλαγές και βελτιστοποιήσεις στον σχεδιασμό αλλά και την παραμετροποίηση και εκτέλεση των αναλύσεων. Έτσι, παρουσιάζονται τα προτεινόμενα επόμενα βήματα για την συνέχεια αυτού του έργου. 2023-03-01T06:58:12Z 2023-03-01T06:58:12Z 2023-03-01 https://hdl.handle.net/10889/24615 en application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Nanosatellites
Computer Aided Design (CAD)
Kinematic analysis
Finite Element Analysis (FEA)
Aerospace engineering
Νανοδορυφόροι
Σχεδιασμός με χρήση υπολογιστή
Κινηματική ανάλυση
Ανάλυση με χρήση πεπερασμένων στοιχείων
Αεροδιαστημική μηχανική
spellingShingle Nanosatellites
Computer Aided Design (CAD)
Kinematic analysis
Finite Element Analysis (FEA)
Aerospace engineering
Νανοδορυφόροι
Σχεδιασμός με χρήση υπολογιστή
Κινηματική ανάλυση
Ανάλυση με χρήση πεπερασμένων στοιχείων
Αεροδιαστημική μηχανική
Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος
Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
description One of the leading trends of the past decades regarding satellites has been the ever more reduction in their size, leading to the creation of a class characterized by their small dimensions and light weight, nanosatellites. These have found use cases in a plethora of applications, many of which require high gain telecommunication antennas. The present diploma thesis aims to design and analyze such an antenna suited for use in nanosatellites. At first, a literature overview is conducted, in which deployable antenna concepts designed for satellites and their applicability for nanosatellites are presented. Moving forward, an antenna model is designed in Catia environment and kinematically analyzed in MSC Adams environment. With the results and knowledge gained from this model and with the target of greater reduction in stowed volume a second antenna model is created. After its design, kinematic and structural (modal and quasi-static) analyses are performed, with the structural analysis being performed in a FEA software environment. Concluding, the two models are compared and the effect of the design choices on the results of their analyses are outlined. Summarizing, based on the conclusions drawn from the models, changes and optimizations to the design of the antenna as well as the parametrization and execution of the analyses are proposed. Thus, the next steps for the continuation of this work are put forward.
author2 Bekas, Ioannis-Theodoros
author_facet Bekas, Ioannis-Theodoros
Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος
author Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος
author_sort Μπέκας, Ιωάννης-Θεόδωρος
title Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
title_short Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
title_full Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
title_fullStr Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
title_full_unstemmed Design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
title_sort design and analysis of a deployable antenna for nanosatellites
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/24615
work_keys_str_mv AT mpekasiōannēstheodōros designandanalysisofadeployableantennafornanosatellites
AT mpekasiōannēstheodōros schediasmoskaianalysēptyssomenēskeraiasepikoinōniasgiananodoryphorous
_version_ 1771297199188082688