DISEÑO DE ANTENAS MULTIHAZ DE ALTA GANANCIA PARA LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES DE NUEVA GENERACION

2016

MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Antonino Daviu Eva

La conectividad masiva es una de las principales características que serán objeto de demanda por los usuarios en los futuros sistemas de comunicaciones inalámbricas 5G. Numerosos informes muestran una evidencia cuantitativa de la futura explosión de las transmisiones de datos inalámbricas, ya que cada usuario va a exigir conectividad total y en todas partes. Se afirma que el número de dispositivos en una década podría alcanzar las decenas o incluso cientos de billones, impulsados por nuevas aplicaciones que se extienden más allá de las comunicaciones personales. Por tanto, es necesario desarrollar tecnologías innovadoras inteligentes y eficientes para hacer frente a esta demanda, comenzando por los sistemas radiantes. En este proyecto, los nuevos elementos radiantes eficientes serán desarrollados para aplicaciones en la banda de microondas (por debajo de 6 GHz) y en la banda de ondas milimétricas. El proyecto se centrará en diversas áreas de interés para los sistemas 5G: 1. Aplicaciones corporales de detección (on-body sensing applications): Se desarrollará un método basado en ecuaciones integrales para realizar un modelado computacional eficiente del cuerpo humano en la banda de 1 a 6 GHz, para aplicaciones relacionadas con los sistemas de detección corporal. También se realizarán análisis y diseño de antenas multimodo para aplicaciones de detección en el cuerpo utilizando los modos característicos, aprovechando la probada experiencia del grupo de la UPC en el modelado del cuerpo e Imaging y la experiencia de las herramientas de propagación en entornos corporales de la UPCT. Estas antenas multimodo serán concebidas específicamente para irradiar el interior del cuerpo humano. Las antenas consistirán en una agrupación lineal de ranuras conformada alrededor del cuerpo humano. La agrupación se integrará en un cinturón, en una cinta para la cabeza o en una gorra, alimentándose las antenas a través de líneas de transmisión. Tanto la antena y las líneas de transmisión se llevarán a cabo con materiales flexibles. 2. Diseño de antenas para terminales móviles en bandas milimétricas: Se implementará una agrupación de antenas con una red conformadora de haz reconfigurable en la banda de milimétricas. Los haces reconfigurables se generarán con la ayuda de circuitos realizados en tecnología LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), gracias a su disponibilidad en el Laboratorio de Circuitos de Alta Frecuencia en la UPV. 3. Diseño de una estación base 5G indoor con haces múltiples reconfigurables en banda de milimétricas: Dada la experiencia del grupo de la UPV en el desarrollo de lentes planas, se diseñará una lente metálica plana basada en Superficies Selectivas en Frecuencia (FSS) noperiódicas para una estación base de interior en la banda de 20-90 GHz. Se plantea el desarrollo de una formulación eficiente basada en ecuaciones integrales para el análisis de lentes con metamateriales en la banda de milimétricas. Se obtendrán múltiples haces mediante el uso de múltiples alimentaciones localizadas en el plano focal de la lente. De esta manera, la característica de haces reconfigurables de la estación base se obtendrán conmutando las alimentaciones situadas en diferentes posiciones. Se fabricará y caracterizará un prototipo en la UPV, realizándose medidas de transmisión en la UPCT.