스탠포드 대학과 베이루트 미국 대학의 연구원들은 지상의 위성 및 장치와 통신할 수 있는 경량의 휴대용 안테나를 개발했습니다. 이를 통해 재해가 발생하기 쉬운 지역에서 구조 및 구호 활동을 더 쉽게 조정할 수 있습니다.

지진, 홍수 또는 기타 재난이 지역에 닥치면 휴대폰, 라디오 타워 등 기존 통신 인프라가 손상되거나 파괴되는 경우가 많습니다.구조 및 구호 활동을 조정하려면 가능한 한 빨리 긴급 통신을 복원하는 것이 중요합니다.

스탠포드 대학과 베이루트 미국 대학(AUB)의 연구원들은 재해가 발생하기 쉬운 지역에 신속하게 배치하거나 낙후된 지역에서 통신을 설정하는 데 사용할 수 있는 휴대용 안테나를 개발했습니다.최근에 설명된 안테나네이처커뮤니케이션즈, 다음으로 압축작은 크기추가 전력을 사용하지 않고도 두 구성 사이를 쉽게 전환하여 위성이나 지상 장치와 통신할 수 있습니다.

"이 분야에서 일반적으로 사용되는 최첨단 솔루션은 무거운 금속 접시입니다. 이동이 쉽지 않고 작동하는 데 많은 전력이 필요하며 특히 비용 효율적이지 않습니다."스탠포드 대학의 항공 및 우주 비행 조교수인 마리아 사코프스키(Maria Sakovsky)는 말했습니다."우리 안테나는 가볍고,저전력, 두 가지 작동 상태 사이를 전환할 수 있습니다.통신이 부족한 지역에서는 최소한의 노력으로 더 많은 일을 할 수 있습니다."

하나의 안테나에 두 가지 기능

연구원들은 우주에 배치되는 장치를 설계하는 데 일반적으로 사용되는 접근 방식으로 안테나를 개발했습니다.연료와 공간의 제한으로 인해 궤도로 전송되는 기술은 매우 가볍고 패키지가 최대한 작아야 합니다.항목이 궤도에 진입하면 사용하기에 적합한 모양으로 펼쳐집니다.연구원들은 안테나가 비슷하게 접을 수 있고 가벼워지기를 원했습니다.

Joseph Costantine, Youssef Tawk 및 Rosette Maria Bichara를 포함하여 Sakovsky와 AUB의 동료들이 설계한 안테나는 섬유 복합재(위성에서 자주 사용되는 재료)로 만들어졌으며 여러 조각의 재료로 구성된 어린이의 손가락 함정 장난감과 유사합니다.나선형으로 교차합니다.나선 기반 안테나와 마찬가지로 안테나를 통과하는 전도성 물질은 신호를 전송하지만 독특한 구조 덕분에 연구원들은 새 안테나를 더 길거나 더 짧은 모양으로 끌어당겨 신호의 패턴과 전력을 조정할 수 있습니다.

Sakovsky는 "우리는 안테나가 포장 가능한 형태로 접힐 수 있기를 원했기 때문에 매우 색다른 안테나 설계로 이어지는 이 구조로 시작했습니다"라고 말했습니다."우리는 이전에 나선형 안테나에 사용된 적이 없는 형태를 사용하고 있으며 그것이 작동한다는 것을 보여주었습니다."

가장 컴팩트한 안테나는 높이가 1인치가 조금 넘고 너비가 약 5인치(팔찌보다 그리 크지 않음)이며 무게는 1.4온스인 속이 빈 링입니다.이 형태에서는 특정 방향으로 전송되는 고전력 신호로 위성에 도달할 수 있습니다.안테나를 약 1피트 높이로 뻗으면 Wi-Fi 라우터와 마찬가지로 모든 방향으로 더 낮은 전력 신호를 보냅니다.

이 두 상태 사이를 전환하는 것은 안테나를 당기거나 밀기만 하면 됩니다.안테나가 특정 지점을 지나면 구조가 올바른 위치에 고정되기 때문에 이러한 움직임은 특별히 정확할 필요조차 없습니다.안테나 설계의 특정 크기와 모양에 따라 두 상태가 통신하는 주파수가 결정됩니다.

Sakovsky는 "작동하려는 주파수에 따라 안테나의 크기가 결정되지만, 어떤 주파수에서 작동하든 이 설계 원리를 확장하여 동일한 성능을 얻을 수 있다는 것을 보여줄 수 있었습니다."라고 말했습니다..

제작된 프로토타입은 스탠포드에서 배치 및 구조적 성능을 테스트하고 AUB의 안테나 측정 시설에서 전자기 방사 특성을 테스트했습니다.

궤도에서의 응용

현장에 배치하려면 안테나를 신호를 보내고 받는 트랜시버, 전파를 반사하는 접지면 및 기타 전자 장치와 쌍을 이루어야 하지만 전체 패키지의 무게는 여전히 약 2파운드에 불과하다고 Sakovsky는 말했습니다.그리고 안테나의 고유한 이중 기능은 배포가 어려운 지역에서 여러 개의 더 무거운 안테나를 대체할 수 있음을 의미합니다.

여기에는 재난 피해를 입은 지역과 저개발 지역에서의 사용이 포함되지만 잠재적으로 우주에서의 사용도 포함됩니다.Sakovsky와 그녀의 동료들은 위성 통신에 맞게 설계를 조정하여 위성이 동일한 기능을 사용할 수 있도록 하는 것을 고려하고 있습니다.안테나서로 이야기하고 땅과 대화합니다.

Sakovsky는 "우리 우주선에는 여분의 작동 전력, 부피 또는 질량이 많지 않습니다."라고 말했습니다."이것은 위성의 여러 안테나를 단일 안테나로 교체할 수 있는 많은 잠재력을 가지고 있습니다."