S-band downlink for nanosatellites

Abstract

The development Nanosatellites has experienced an enormous growth in these past years; becoming more complex and versatile. The NanoSat Lab, located in the Universitat Politècnica de Catalunya, aims to explore and develop innovative applications and remote sensing techniques based on standard nanosatellite platforms. Given that the satellite structure and capacity have huge limitations, the technologies developed must be compact whilst fulfilling the requirements and being cost efficient. The 3Cat-3 mission foresees the implementation of a high-speed downlink for being able to download recorded video from the satellite to the earth with a higher bit rate. This requires the usage of higher frequencies bands, tightening the link budget margin and decreasing the SNR at reception. Consequently, this thesis is set to developing an S-Band downlink taking advantage of Wi-Fi technologies already implemented and a conical helix antenna that must be compact.

El desenvolupament de nanosatèl·lits ha experimentat un gran creixement aquests darrers anys; sent més complex i versàtil. El NanoSat Lab, localitzat a la Universitat Politècnica de Catalunya, pretén explorar i desenvolupar aplicacions innovadores i tècniques de teledetecció basades en plataformes estandarditzades de nanosatèl·lits. Donat que l'estructura del satèl·lit y la capacitat presenten grans limitacions, les tecnologies implementades han de ser compactes sempre complint amb els requeriments d'una manera econòmica. La missió del 3Cat-3 pretén implementar un enllaç descendent d'alta velocitat, per a possibilitar la descàrrega de vídeo gravat des del satèl·lit a la terra, utilitzant una taxa de bits més elevada. Per això es requereix el us de bandes de freqüència més elevades, reduint el marge del link budget i el SNR en recepció. En conseqüència, aquest treball pretén desenvolupar un enllaç descendent en banda S mitjançant la utilització de tecnologies Wi-Fi ja implementades i el desenvolupament d'una antena hèlice cònica que deu ser compacte.

El desarrollo de nanosatélites ha experimentado un gran crecimiento estos últimos años; siendo cada vez más complejo i versátil. El NanoSat Lab, situado en la Universidad Politécnica de Cataluña, pretende explorar i desarrollar aplicaciones innovadoras y técnicas de teledetección basadas en plataformas estandarizadas de nanosatélites. Dado que la estructura del satélite y la capacidad presentan grandes limitaciones, las tecnologías desarrolladas deben ser compactas siempre cumpliendo con los requerimientos y siendo económicas. La misión del 3Cat-3 pretende implementar un enlace descendente de alta velocidad, para posibilitar la descarga de video grabado desde el satélite a la tierra utilizando una tasa de bits más elevada. Para ello se requiere el uso de bandas de frecuencia más altas, reduciendo el margen del link budget y reduciendo el SNR en la recepción. En consecuencia, este trabajo pretende desarrollar un enlace descendente en banda S mediante la utilización de tecnologías WiFi ya implementadas y el desarrollo de una antena hélice cónica que debe ser compacta.