Design of RF Ferrite switch driver and the power management circuitry for CIMR satellite

Abstract

El present treball ha estat realitzat durant una estància de pràctiques a Sener Aeroespacial, una empresa del sector espacial que es dedica al desenvolupament de subsistemes de comunicacions per a satèl·lits científics i comercials. En aquest es descriu el disseny, anàlisi, mesures y resultats d’un generador de polsos de corrent que permet la commutació de circuladors amb guia de ferrita, i el disseny i anàlisi de circuits que permeten alimentar els dissenys de radiofreqüència. Ambdós formen tota la PCB d’alimentació i control del radiòmetre que s’embarcarà a la missió espacial CIMR (Copernicus Imaging Microwave Radiometer). El document comença amb una primera introducció a la missió i el satèl·lit, seguit d’un resum dels diferents commutadors de radiofreqüència utilitzats actualment. A continuació, es mostren tres blocs: el disseny electrònic, els anàlisi del disseny segons els estàndards de l’Agència Espacial Europea, i el disseny de la PCB. Finalment, el disseny final del generador de polsos és implementat i, al mateix temps, es detallen els procediments de mesura i els resultats obtinguts.

El presente trabajo ha sido realizado durante una estancia de prácticas en Sener Aeroespacial, una compañía del sector espacial que se dedica al desarrollo de subsistemas de comunicaciones para satélites científicos y comerciales. En él se describe el diseño, análisis, medida y resultados de un generador de pulsos de corriente que permite la conmutación de circuladores en guía de ferrita, y el diseño y análisis de la circuitería que permite alimentar los diseños de radiofrecuencia. Ambos forman toda la PCB de alimentación y control del radiómetro que se embarcará en la misión espacial CIMR (Copernicus Imaging Microwave Radiometer). El documento comienza con una primera introducción a la misión y al satélite, seguido de un resumen de los diferentes conmutadores de radiofrecuencia usados actualmente. A continuación, se muestran tres bloques: el diseño electrónico, los análisis del diseño según los estándares de la Agencia Espacial Europea, y el diseño de la PCB. Finalmente, el diseño final del generador de pulsos es implementado y, al mismo tiempo, se detallan los procedimientos de medida y los resultados obtenidos.

This work has been carried out during an internship at Sener Aeroespacial, a space dedicated company that deals with the development of communications subsystems for scientific and commercial satellites. It describes the design, analysis, measurements, and results of a current pulse generator that enables the switching of waveguide ferrite circulators, and the circuitry design and analysis to correctly bias the Radio Frequency equipment. Both form the entire power and control PCB for the radiometer that will be embarked on the CIMR (Copernicus Imaging Microwave Radiometer) space mission. The document starts with a first introduction to the mission and the satellite, followed by a brief summary of the different RF switches currently in use. Next, three blocks are shown: the electronic design, the design analyses according to European Space Agency standards, and the PCB design. Finally, the final design of the pulse generator is implemented, and the measurement procedures, as well as the results obtained, are detailed and discussed.