電磁最佳化實驗室EM Optimization Lab陳晏笙研究團隊

在此專題研究中，我們設計「可展開式立方衛星天線」。相較於其他組別只設計小型的行動天線，我們致力於太空應用的衛星天線。此立方衛星天線必須具備高增益，才能夠與地面通信。立方衛星天線的設計單位為10 cm × 10 cm × 10 cm的立方體，稱為1 U，其重量為1公斤。以1 U為單位，立方衛星的尺寸可擴充到2 U、3 U。
CubeSat的體積及成本比傳統衛星更低。但若要在太空進行資料傳輸，天線的場型、極化都必須符合需求。本專題選擇工作頻帶為UHF Band，極化為圓極化，場型為高指向性。這些需求透過反射陣列天線來實現。我們設計矩形金屬片做為單位單元，計算反射陣列上各位置所需的反射相位，進而實現一6 × 6的反射陣列，使WiFi天線的增益由2 dBi增加至12 dBi，主波束得以匯聚於垂直方向。此外，天線的反射損失也符合需求，不管是模擬或量測，整合後的天線都展示充分的阻抗匹配。
此專題的最大難度為可展開（deployable）的特殊機制。我們成功使反射陣列收束在3 U的表面，並利用彈簧的機制，當立方衛星發射至太空，此反射陣列將展開為一30 cm × 30 cm的表面，增加WiFi天線的指向性。