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Metasurface based phased array antennas for satellite Internet access
Castro Álvarez, Alexis
Castro Álvarez, Alexis
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Abstract
This work presents the design of various ultra-wideband metasurface antennas that work at high frequencies, including K (20–30 GHz), Ka (30–40 GHz), Q (30–50 GHz), and V (40–75 GHz) bands, and they also have high gain and excellent efficiency. Also, metasurface phased-array antennas, with and without a cavity, are designed at the K and Ka bands for satellite internet access. Two 1×8 metasurface-based phased array antennas were designed and simulated for the E and H planes, respectively. These designs were then expanded to create two planar arrays, one without a cavity and the other with a cavity. The first design, which operates between 21.56 GHz and 25.29 GHz, has an operating bandwidth of 3.73 GHz and a gain of 22.20 dB. For the second design, the planar metasurface phased array with cavity antenna exhibited a bandwidth ranging from 18.44 GHz to 21.09 GHz, an operating bandwidth of 2.65 GHz, and a gain of 22.33 dB.
Este trabajo presenta el dise˜no de varias antenas de metasuperficie de banda ultraancha que funcionan a altas frecuencias, incluidas las bandas K (20-30 GHz), Ka (30-40 GHz), Q (30-50 GHz) y V (40-75 GHz), y que adem´as tienen una alta ganancia y una excelente eficiencia. Adem´as, se han dise˜nado antenas de matriz en fase con metasuperficie, con y sin cavidad, en las bandas K y Ka para el acceso a Internet por sat´elite. Se dise˜naron y simularon dos antenas de matriz en fase basadas en metasuperficies 1×8 para los planos E y H, respectivamente. A continuaci´on, estos dise˜nos se ampliaron para crear dos matrices planas, una sin cavidad y otra con cavidad. El primer dise˜no, que funciona entre 21,56 GHz y 25,29 GHz, tiene un ancho de banda operativo de 3,73 GHz y una ganancia de 22,20 dB. En cuanto al segundo dise˜no, la matriz en fase de metasuperficie plana con antena de cavidad present´o un ancho de banda que oscilaba entre 18,44 GHz y 21,09 GHz, un ancho de banda operativo de 2,65 GHz y una ganancia de 22,33 dB.
Este trabajo presenta el dise˜no de varias antenas de metasuperficie de banda ultraancha que funcionan a altas frecuencias, incluidas las bandas K (20-30 GHz), Ka (30-40 GHz), Q (30-50 GHz) y V (40-75 GHz), y que adem´as tienen una alta ganancia y una excelente eficiencia. Adem´as, se han dise˜nado antenas de matriz en fase con metasuperficie, con y sin cavidad, en las bandas K y Ka para el acceso a Internet por sat´elite. Se dise˜naron y simularon dos antenas de matriz en fase basadas en metasuperficies 1×8 para los planos E y H, respectivamente. A continuaci´on, estos dise˜nos se ampliaron para crear dos matrices planas, una sin cavidad y otra con cavidad. El primer dise˜no, que funciona entre 21,56 GHz y 25,29 GHz, tiene un ancho de banda operativo de 3,73 GHz y una ganancia de 22,20 dB. En cuanto al segundo dise˜no, la matriz en fase de metasuperficie plana con antena de cavidad present´o un ancho de banda que oscilaba entre 18,44 GHz y 21,09 GHz, un ancho de banda operativo de 2,65 GHz y una ganancia de 22,33 dB.
Description
Date
2026-05-24
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Metasurface, phased array, beam scanning, planar array, bandwidth
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Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International