Antena con control de apuntamiento para redes de comunicaciones en la banda de milimétricas

2022

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Herranz Herruzo José Ignacio

El acceso masivo de la sociedad a los nuevos sistemas de comunicaciones de banda ancha en la banda milimétrica parece una realidad inminente. Sin embargo, aún existen ciertas barreras tecnológicas que superar desde el punto de vista de las antenas. El desarrollo de terminales móviles de bajo coste para comunicaciones por satélite en la banda Ka, por ejemplo, es uno de los desafíos más complejos para aquellos que trabajan en el sector de las telecomunicaciones. En particular, la capacidad de controlar de manera fiable la orientación del haz mientras se mantiene fija la antena es uno de los grandes desafíos de la tecnología actual. Esta característica tiene un impacto muy importante en el perfil de la antena y realmente puede marcar la diferencia en comparación con los terminales existentes, especialmente en el sector aeronáutico. En el pasado se han propuesto soluciones muy interesantes para controlar el desfase entre los elementos que componen el conjunto de antenas del panel radiante, necesario para dirigir el haz sin mover la antena. Entre ellos, la opción más exitosa del mercado se realiza mediante procedimientos mecánicos, de modo que un pequeño ajuste de una parte móvil de la antena cambia el perfil de fase de la agrupación. Este enfoque difícilmente introduciría pérdidas adicionales y reduciría significativamente el coste del terminal. Uno de los principales resultados de nuestro proyecto Antenas Reconfigurables para Comunicaciones de Banda Ancha en la Banda de Milimétricas, PID2019-107688RB-C22, fue precisamente un dispositivo mecánico de cambio de fase con retardo de tiempo real. El desfasador tiene como objetivo proporcionar capacidad de escaneo de haz a antenas de agrupaciones matriz de ranuras convencionales a lo largo del plano de elevación. Dado que la antena se considera una tecnología habilitadora clave para el sector industrial previsto, el objetivo principal de este proyecto se centra en demostrar que el desfasador mecánico puede efectivamente ser operativo en una antena con el tamaño y las especificaciones asociadas a las aplicaciones SATCOM, y en general a los nuevos sistemas de comunicaciones en la banda de milimétricas. Esta evaluación a nivel de escala real es de vital importancia. Algunas especificaciones, como el ancho de banda, el rango de barrido y la pureza de la polarización, dependen en gran medida del tamaño de la antena. Un tamaño más grande de la red de alimentación interna es más difícil de diseñar y limita el ancho de banda. Además, el acoplamiento entre elementos radiantes en la apertura de la matriz, especialmente para ángulos de exploración cercanos a la línea del horizonte, estropea rápidamente el diagrama de radiación y el apuntamiento del haz. El coste de fabricación del subsistema radiante es otro de los factores clave a la hora de desarrollar un producto fácilmente industrializable. En este proyecto se estudian tecnologías de guiado alternativas a la utilizada en el prototipo original para reducir costes. El tamaño ocupado por la estructura de desfase también es otro de las características a mejorar para conseguir un prototipo competitivo. La meta final de este proyecto es la demostración experimental del concepto mediante un prototipo funcional y la difusión y comercialización de los resultados entre los sectores de interés.