AVANCES EN TECNOLOGIAS GUIADAS PARA LOS PROXIMOS EQUIPOS DE COMUNICACIONES POR SATELITE

2023

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Boria Esbert Vicente Enrique

Los sistemas de comunicaciones espaciales son un activo clave para soportar los servicios y aplicaciones más relevantes de cualquier Sociedad Digital moderna. Entre ellos están los servicios de telecomunicaciones instantáneos y ubicuos (voz de alta calidad, datos a alta velocidad o difusión de radio y televisión), sistemas globales de radionavegación por satélite (Galileo en Europa y GPS en EE. UU.), así como los programas de observación de la Tierra (como Copernicus y Living Planet, financiados por la Comisión Europea -CE- y la Agencia Espacial Europea -ESA) orientados a la seguridad, estudio del medio ambiente y del cambio climático. Incluso las recientes redes de telefonía móvil terrestre 5G y 6G se verán reforzadas a través de una infraestructura basada en satélites. Como resultado, los ciudadanos de todo el mundo (y en particular los europeos y españoles) se benefician enormemente en términos de crecimiento económico, bienestar social y avances científicos y tecnológicos. En la actualidad, el Programa Espacial Europeo está siendo impulsado (por la ESA, la CE y el sector industrial) a través de satélites de próxima generación al servicio de importantes proyectos espaciales: la segunda generación de Galileo y la tercera generación de METEOSAT, las próximas cinco misiones Sentinel y el satélite EarthCARE de los programas Copernicus y Living Planet, y las nuevas líneas de producto en satélites de telecomunicaciones denominadas Spacebus y Eurostar Neo. Además, las mega constelaciones de pequeños satélites (proyectos SpaceX y OneWeb) que brindan conectividad global a Internet están en plena expansión. Y todo gracias al establecimiento de enlaces avanzados de comunicación por satélite, basados en nuevos equipos de alta frecuencia (componentes pasivos y antenas) que utilizarán tecnologías emergentes. Por lo tanto, como también sugieren los principales actores del sector espacial (la ESA, así como empresas multinacionales y españolas), se deben idear y diseñar soluciones novedosas para dispositivos pasivos de alta frecuencia y elementos radiantes. Estos nuevos equipos tendrán que abordar desafíos múltiples e interdisciplinares, en términos de tamaño eléctrico (compactos), frecuencia adaptativa y recursos de ancho de banda espectral (reconfigurables), mayores niveles de potencia de transmisión (lidiando con los efectos de descarga e intermodulación) y viabilidad de fabricación (problemas de precisión y repetibilidad). Además, estos requisitos deberán abordarse adecuadamente en diversos rangos de frecuencia (que cubren las bandas de ondas de RF, microondas, milimétricas y submilimétricas). Para ello, se propone un proyecto coordinado (IMPULSE) a realizar por un equipo de 5 grupos académicos de investigación (con colaboraciones previas exitosas). Cuatro subproyectos complementarios desarrollarán conjuntamente investigaciones de primer nivel sobre equipos innovadores de comunicación por satélite, considerando tecnologías de alta frecuencia tradicionales y emergentes: es decir, las basadas en circuitos planares y en guías de ondas 3D, las soluciones híbridas (guías de ondas planas implementadas en sustratos dieléctricos y vacíos), y el conjunto recién propuesto de guías con paredes corrugadas (o gap waveguides). También se investigarán materiales avanzados y sintonizables (como bioplásticos, grafeno y cristal líquido), así como técnicas de fabricación clásicas (fresado, LTCC) y más recientes (fabricación aditiva, micro mecanizado).