Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

بهینه‌سازی سامانه‌های فضایی نوین با استفاده از آنتن‌های مسطح پهن‌باند پلاریتون‌های پلاسمون‌ سطحی مجازی

Document Type : Original Research Paper

Authors
1 گروه مهندسی برق مخابرات دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
2 گوهردشت. خیابان نهم غربی (فاز۲). پلاک ۴۲. واحد ۲. کشت کار
3 مرکز پژوهش های علمی و صنعتی ایران
10.22034/jsst.2026.561631.1606
Abstract
The proliferation of satellites in modern space systems has driven the development of launch vehicles capable of deploying multiple satellites in a single mission. The advent of high-data-rate (HTS) geosynchronous and non-geosynchronous satellites, as well as the development of non-geosynchronous satellite constellations and the need for antennas with multiple spot beams, has challenged the feasibility of using traditional parabolic antennas in multi-satellite launch systems. The traditional design of antennas with multiple spot coverages using one or more parabolic reflectors fed by multiple feeds is very bulky, limiting the number of satellites that can be launched with a launch vehicle. To build satellites that can be placed in multi-satellite launch vehicles, the antennas of modern space systems must be replaced with a suitable planar antenna. One of the proposed new technologies for this purpose is the spoof surface plasmon polariton (SSPP) satellite planar antenna technology. After introducing the general properties and design optimization method of this type of antenna, this paper describes the results obtained from the implementation of a satellite SSPP antenna in the Ku band (12.2 - 11.7 GHz). The impedance bandwidth, maximum antenna gain and frequency scanning angle of the constructed antenna are 0.98 GHz, 30.18 dB and 3.6 degrees, respectively, which has a much better performance than other antennas constructed with this technology. To the best of our knowledge, this paper presents two significant developments in SSPP antenna design: an innovative inverted ground-plane for enhanced radiation performance and a standing-wave waveguide feeding methodology for reduced horizontal dimensions.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

مهدی سیاسی فر اصغر کشت کار شروین امیری

Authors Persian

Mehdi Siasifar 1
اصغر کشت کار 2
Shervin Amiri 3
1 Imam Khomeini International University (IKIU)
2 Imam Khomeini International University (IKIU)
3 Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST)
Abstract Persian

تاریخچه مقاله:
دریافت روز ماه سال
بازنگری روز ماه سال
پذیرش روز ماه سال
اولین انتشار روز ماه سال

واژه‌های کلیدی:
پلاریتون‌های پلاسمون سطحی مجازی
آنتن مسطح ماهواره‌ای
آنتن‌های موج نشتی
پلاسمونیک
فرامواد
تعدد ماهواره‌ها در سامانه‌های فضایی جدید، منجر به روی‌آوری به ماهواره‌برهایی با قابلیت حمل چندین ماهواره در یک پرتاب شده است. فراگیر شدن ماهواره‌های زمین‌آهنگ و غیر زمین‌آهنگ با نرخ داده بالا (HTS) و ظهور کهکشان‌های ماهواره‌ای غیر زمین‌آهنگ و نیاز این فناوری‌ها به آنتن‌هایی با پوشش‌های موضعی متعدد، امکان استفاده از آنتن‌های سهموی متداول با چندین فید و انعکاس‌گر را در سامانه‎های پرتاب چندگانه، دچار چالش کرده است. طراحی سنتی آنتن‌های دارای پوشش‌های موضعی متعدد با استفاده از یک یا چند انعکاس‌گر سهموی تغذیه شده با چند فید، بسیار حجیم بوده، تعداد ماهواره‌های قابل پرتاب با یک ماهواره‌بر را محدود می‌کند. برای ساخت ماهواره‌هایی که بتوانند در ماهواره‌برهای با قابلیت حمل چندگانه جای بگیرند، آنتن‌های سامانه‌های فضایی نوین باید با آنتن‌های مسطح جایگزین شوند. یکی از فناوری‌های پیشنهادی نوین، فناوری آنتن‌های مسطح ماهواره‌ای پلاریتون‌‌های پلاسمون سطحی مجازی (SSPP) است. این مقاله پس از معرفی خواص کلی و روش بهینه‌سازی طراحی این نوع آنتن‌ها، نتایج بدست آمده از ساخت یک آنتن مسطح ماهواره‌ای در باندKu (2/12 – 7/11 گیگاهرتز) را تشریح می‌کند. پهنای باند امپدانسی، حداکثر بهره آنتن و زاویه اسکن فرکانسی آنتن ساخته شده به ترتیب 98/0 گیگاهرتز، 18/30 دسی‌بل و 6/3 درجه است که عملکرد بسیار بهتری نسبت به دیگر آنتن‌های ساخته شده با این فناوری دارد. در این مقاله برای اولین بار از دو ابتکار تغذیه آنتن SSPP با روش موجبر موج ایستا جهت کاهش ابعاد افقی آنتن و آرایش زمینِ معکوس برای افزایش بهره استفاده شده است.

Keywords Persian

پلاریتون‌‌های پلاسمون سطحی مجازی
آنتن های ماهواره ای مسطح
آنتن های موج نشتی
پلاسمونیک
متامتریال

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 20 June 2026

  • Receive Date 23 November 2025
  • Revise Date 04 January 2026
  • Accept Date 16 February 2026
  • First Publish Date 20 June 2026