Các hệ thống viễn thông hiện đại dựa vào vệ tinh để chuyển tiếp tín hiệu trên toàn cầu một cách nhanh chóng và đáng tin cậy, cho phép người dùng có thể gửi tin nhắn trên toàn thế giới ngay lập tức, xem truyền hình trực tiếp hoặc thậm chí tổ chức các cuộc gọi hội nghị với các đối tác toàn cầu ngay tại nhà.

Vệ tinh viễn thông sử dụng sóng vô tuyến tần số cao để truyền dữ liệu, với ăng-ten hoạt động như một giao diện hai chiều, chuyển đổi dòng điện do máy phát cung cấp thành sóng vô tuyến và ngược lại khi được ghép nối với máy thu. Do đó, ăng-ten là phần thiết bị quan trọng, nếu không có vệ tinh và máy thu mặt đất sẽ thực sự vô tác dụng. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ trong thiết kế và hiệu suất vệ tinh hiện đại, công nghệ ăng-ten vẫn là một yếu tố hạn chế đối với viễn thông thế hệ tiếp theo như 6G. Các kỹ sư hiện đang cố gắng để thu nhỏ ăng-ten cho các vệ tinh nano mà không ảnh hưởng đến chi phí hoặc hiệu suất của chúng. Ví dụ, các tế bào nano như CubeSats có thể nhỏ bằng một hình khối 10 cm3, nhưng việc sản xuất một ăng-ten viễn thông đủ nhỏ để được lưu trữ bên trong nó trong quá trình phóng và bay rất tốn kém và thách thức về mặt công nghệ. "Nhiều ăng-ten hiệu suất cao được báo cáo cho hệ thống CubeSat có thể triển khai, có thể gập lại hoặc bơm hơi." - Tiến sĩ Sangkil Kim từ Đại học Quốc gia Pusan ​​ở Hàn Quốc giải thích.

Gần đây, Tiến sĩ Kim và các đồng nghiệp của ông tại Đại học Quốc gia Pusan ​​và Đại học Alabama, Hoa Kỳ, đã phát triển một ăng-ten có thể triển khai mới cho CubeSats được sử dụng trong quỹ đạo trái đất thấp (LEO). Điều thú vị là thiết kế của họ được lấy cảm hứng từ "Origami", nghệ thuật gấp giấy của Nhật Bản - cụ thể là một lĩnh vực được gọi là ánh xạ không gian - cho phép họ quyết định hình học tốt nhất cho một ăng-ten có thể gấp lại và triển khai được. Với thiết kế trên giấy, họ bắt tay vào sản xuất ăng-ten và thử nghiệm nó.

Với kích thước đáng chú ý là 32,5 mm³ khi gấp lại và chỉ nặng 5 gram, ăng ten nguyên mẫu vừa khít với CubeSat. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một vật liệu chi phí thấp để chế tạo phần lớn ăng-ten, sử dụng các khớp nối đặc biệt để gấp các tấm bảng vuông thành một khối lập phương, có thể dễ dàng cất giữ trong quá trình phóng và bay. Khi đã lên quỹ đạo, ăng-ten có thể được triển khai bên ngoài CubeSat, sẵn sàng nhận và truyền dữ liệu.

Các nhà khoa học hy vọng thiết kế của họ sẽ truyền cảm hứng cho các thiết kế có thể triển khai trong tương lai cho công nghệ ăng ten nano vệ tinh và mở đường cho các hệ thống viễn thông thế hệ tiếp theo, chẳng hạn như 6G. Nguyên mẫu của họ không chỉ giúp giảm chi phí của các vệ tinh nano trong tương lai và cải thiện hiệu suất tổng thể của chúng, mà còn có thể được mở rộng lên các vệ tinh lớn hơn trong quỹ đạo địa tĩnh và các nền tảng liên lạc khác trên Trái đất.

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210211113922.htm