Simulación de una antena transmitarray de doble banda para comunicaciones satelitales de 20/30 GHz

Resumen

Este estudio tuvo como objetivo diseñar y simular una antena tipo transmitarray de doble banda para comunicaciones satelitales en las bandas de 20 GHz y 30 GHz, con el fin de mejorar el rendimiento de ganancia directiva y reducir los costos de fabricación. Se planteó la hipótesis de que una estructura de celda unitaria intercalada puede permitir la manipulación independiente de la fase en ambas bandas de frecuencia. Para validar esta hipótesis, se desarrolló un modelo de celda unitaria con múltiples capas utilizando el software HFSS. La celda se diseñó con ranuras cruzadas y elementos metálicos distribuidos estratégicamente sobre sustratos dieléctricos Arlon AD410. Se simularon distintos parámetros geométricos para obtener una variación de fase cercana a 360° con coeficientes de transmisión aceptables en ambas bandas. Los resultados evidenciaron un desacoplamiento funcional entre bandas y una ganancia máxima de 23.85 dB a 20 GHz y 15.42 dB a 30 GHz, con eficiencias respectivas de 38% y 18%. La arquitectura propuesta logró una disminución estructural del arreglo del 33% en comparación con un diseño monobanda, manteniendo la directividad y reduciendo las pérdidas por acoplamiento. Este hallazgo es significativo porque ofrece una solución compacta y económica frente a otras tecnologías más complejas como los arreglos en fase.