Diseño y caracterización de una antena phased array controlada en banda S para aplicaciones

Autores
Ghezzo, Alessandro; Brito, Sergio; Liaño, Lucas; Verrastro, Sebastían
Año de publicación
2026
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Este trabajo presenta el diseño y la evaluación experimental de una antena phased array compacta y digitalmente controlada en banda S para aplicaciones de servicios móviles satelitales (MSS) en CubeSats. El sistema emplea un arreglo de parches microstrip 2×2 integrado con cuatro desfasadores de línea conmutada de 4 bits basados en diodos PIN, lo que permite el apuntamiento electrónico del haz sin movimiento mecánico. La antena y los desfasadores fueron diseñados mediante simulaciones electromagnéticas de onda completa y fabricados sobre un sustrato FR-4 multicapa. Los resultados experimentales incluyen la caracterización de parámetros S, la verificación del desfase, la estimación de ganancia y la medición de patrones de radiación en campo lejano para distintas configuraciones de apuntamiento. Las mediciones a 2,15 GHz demuestran un apuntamiento efectivo del haz, con una ganancia relativa en broadside (φ = 0; θ = 0) de aproximadamente 7,8 dB y un rango angular cercano a ±40◦.
This work presents the design and experimental evaluation of a compact, digitally controlled S-band phased array antenna for mobile satellite service (MSS) applications in CubeSats. The system employs a 2×2 microstrip patch array integrated with four 4-bit switched-line phase shifters based on PIN diodes, enabling electronic beam steering without mechanical movement. The antenna and phase shifters were designed using full-wave electromagnetic simulations and fabricated on a multilayer FR-4 substrate. Experimental results include S-parameter characterization, phase-shift verification, gain estimation, and far-field radiation pattern measurements for different steering configurations. Measurements at 2.15 GHz demonstrate effective beam steering, with a relative broadside gain (φ = 0; θ = 0) of approximately 7.8 dB and an angular range close to ±40◦.
Fil: Ghezzo, Alessandro. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Grupo de Inteligencia Artificial y Robótica (GIAR); Argentina.
Fil: Brito, Sergio. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Grupo de Inteligencia Artificial y Robótica (GIAR); Argentina.
Fil: Liaño, Lucas. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Grupo de Inteligencia Artificial y Robótica (GIAR); Argentina.
Fil: Verrastro, Sebastían. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Grupo de Inteligencia Artificial y Robótica (GIAR); Argentina.
Peer Reviewed
Fuente
Proyecciones, Vol. 24, N.º 2, 49-65. (2026)
Materia
Phased array
Cubesat
Desfasador
S band
Phase shifter
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
Repositorio Institucional Abierto (UTN)
Institución
Universidad Tecnológica Nacional
OAI Identificador
oai:ria.utn.edu.ar:20.500.12272/15559
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This work presents the design and experimental evaluation of a compact, digitally controlled S-band phased array antenna for mobile satellite service (MSS) applications in CubeSats. The system employs a 2×2 microstrip patch array integrated with four 4-bit switched-line phase shifters based on PIN diodes, enabling electronic beam steering without mechanical movement. The antenna and phase shifters were designed using full-wave electromagnetic simulations and fabricated on a multilayer FR-4 substrate. Experimental results include S-parameter characterization, phase-shift verification, gain estimation, and far-field radiation pattern measurements for different steering configurations. Measurements at 2.15 GHz demonstrate effective beam steering, with a relative broadside gain (φ = 0; θ = 0) of approximately 7.8 dB and an angular range close to ±40◦.
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