ESTUDIO Y SIMULACIÓN DEL BEAMFORMING DE UN ARREGLO DE ANTENAS INTELIGENTES APLICADO EN EL SISTEMA DE COMUNICACIÓN SATELITAL DE LA ESTACIÓN TERRENA UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

Abstract

En esta tesis se presenta el fundamento teórico de un campo principal de investigación de la tecnología de antenas inteligentes para la aplicación en estaciones terrenas satelitales, como punto de partida para el desarrollo de un sistema de antenas inteligentes aportando de esta manera al estado del arte una opción tecnológica para optimizar el segmento o estación terrestre de los sistemas de comunicación satelital. Se aborda en esta investigación el estudio y simulación de arreglos de antenas específicos para la conformación de haz (beamforming) de un sistema de antenas inteligentes, aplicado a la estación terrena de comunicación satelital USCO (Universidad Surcolombiana). La importancia reside en que hasta ahora no se ha reportado en la literatura estudios sobre arreglos de antenas aplicados a estaciones terrenas satelitales en particular. Se presenta un detallado estudio estadístico de la ubicación de satélites de la comunidad AMSAT (AMateur SATélite), tomando como muestra representativa tres satélites con características apropiadas con respecto a la Estación Terrena USCO, esto con el fin de establecer demostrativamente el ángulo o cono de visión efectivo para el apuntamiento electrónico generado por la conformación de haz, y de este modo determinar el rango de los parámetros (θ, φ) para el diseño del arreglo de antenas. Se contribuye con los análisis hechos para cada una de las tres configuraciones lineal, arreglo plano rectangular y arreglo plano cruz de Mills y el efecto en su patrón de radiación al cambiar parámetros como número de elementos y separación entre ellos. Esto con el desarrollo de algoritmos de conformación de haz, según los modelos del factor de arreglo para cada agrupación. Otra contribución de esta investigación es el desarrollo de una herramienta útil para comprender y analizar el comportamiento de los diagramas de radiación en algunos tipos de agrupaciones de antenas, consideradas sencillas y apropiadas para la aplicación planteada en el proyecto. Por lo tanto, se presenta una alternativa conveniente para las comunicaciones en estaciones terrenas, utilizando la tecnología de arreglos de antenas para obtener mejores prestaciones en las antenas que reciben energía de los satélites.