Um componente essencial para as antenas de matriz faseada da próxima geração, desenvolvido pela Thales Alenia Space (TAS) no âmbito do programa Elemento de Desenvolvimento Tecnológico da Agência Espacial Europeia, orgulhosamente apresentado pelo especialista em antenas da TAS, Benoit Lejay.
Enquanto as antenas tradicionais dependem da inclinação mecânica dos seus pratos para manter o contacto com um satélite, as antenas de matriz faseada direccionam os seus sinais electronicamente. Esta tecnologia permite um apontamento mais preciso e rápido, sendo possível que uma antena comunique com vários satélites em simultâneo, sem partes móveis.
No entanto, com a tecnologia dos satélites e as suas aplicações a evoluir mais rapidamente do que nunca, as actuais “auto-estradas” de radiofrequência que transportam informação de e para os satélites – as bandas Ku e Ka – estão cada vez mais congestionadas.
A expansão da gama de frequências disponíveis para a região de frequências extremamente elevadas do espectro electromagnético resulta numa maior largura de banda, o que significa que mais dados podem ser transmitidos através de uma rede num determinado período.
Na sua unidade de Toulouse, França, a Thales Alenia Space desenvolve componentes essenciais para antenas de matrizes de fase da próxima geração, operando a uma frequência muito específica: a banda Q/V, que oferece uma maior largura de banda do que as bandas Ku e Ka, mais comuns.
Há mais de dez anos, a carga útil de demonstração tecnológica Aldo Paraboni, a bordo da missão Alphasat da ESA, tornou-se o primeiro instrumento a utilizar comunicações em banda Q/V num satélite comercial sobre a Europa. Desde então, vários satélites com cargas úteis em banda Q/V têm surgido em diferentes órbitas, oferecendo taxas de transferência extremamente elevadas.
Václav Valenta, engenheiro da ESA e especialista em matrizes de fase, comenta uma das principais tecnologias habilitadoras: “Um grande avanço foi a maturidade dos dispositivos semicondutores de nitreto de gálio (GaN), que permitem transmissores compactos de alta potência. Estes transmissores são agora suficientemente pequenos para serem utilizados em grande número em antenas de matrizes de fase — uma tecnologia fundamental já comum em frequências mais baixas e que agora se torna aplicável também na banda Q.”
Mas a construção de antenas de faseamento a frequências extremamente elevadas apresenta desafios. “Para que a antena de faseamento funcione, centenas de transmissores de alta potência precisam de ser colocados muito próximos uns dos outros — dependendo da órbita, esta distância pode ser até uma fracção do comprimento de onda”, explica Václav. “Nestas frequências, esta distância pode ser de apenas alguns milímetros, o que torna a integração de funções complexas extremamente desafiante.”
“Além disso, existe o desafio da gestão térmica. Com tantos elementos de alta potência concentrados numa pequena área, foram necessários métodos novos e eficientes para dissipar o calor dos componentes críticos”.
Numa actividade recente financiada pelo Elemento de Desenvolvimento Tecnológico da ESA, a Thales Alenia Space integrou diversas tecnologias inovadoras num único projeto, desenvolvendo um demonstrador de um “front-end” de radiofrequência para uma antena de matriz faseada em banda Q – um componente fundamental que engloba todos os componentes eletrónicos da extremidade recetora da antena.
Benoit Lejay, especialista em antenas e líder da atividade na TAS, comenta: “Com esta grande conquista, demonstramos a viabilidade do componente fundamental necessário para as antenas de matriz faseada da próxima geração. Além disso, mostramos que os nossos processos de fabrico industrializados são adequados para a construção de front-ends de frequência extremamente elevada, o que reforça a posição de destaque da TAS na área das antenas de matriz faseada.”
Texto original: Paving the way for next-generation antennas
Texto e imagem: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui C. Barbosa