TECNOLOGIAS DE ANTENAS DE COSTE EFICIENTE PARA COMUNICACIONES DE BANDA ANCHA SOSTENIBLES EN LA BANDA DE MILIMETRICAS

2023

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Herranz Herruzo José Ignacio

Hoy en día, los sistemas de telecomunicaciones se han convertido en parte integrante de nuestra vida cotidiana y tienen un impacto innegable en nuestras actividades privadas y profesionales. El paradigma "de cualquier persona a cualquier cosa, en cualquier momento y en cualquier lugar", concebido originalmente para las redes de comunicaciones móviles 5G, se está convirtiendo progresivamente en una realidad. Las principales necesidades que han impulsado este cambio han sido las conexiones móviles de alto rendimiento, las conexiones fiables de baja latencia y las comunicaciones masivas de máquina a máquina. Esta tendencia está liderando los avances tecnológicos en todos los segmentos del ecosistema, donde el uso de ondas milimétricas es crucial para implantar redes inalámbricas de alta capacidad. En la actualidad, el espectro electromagnético por debajo de 6 GHz (sub-6) está muy saturado, por lo que el uso de estas bandas más altas permite aumentar considerablemente las velocidades de transmisión de datos. Estos nuevos sistemas de ondas milimétricas se están convirtiendo incluso en una alternativa válida a las conexiones de cobre y fibra en zonas urbanas. Su papel, ya crucial en la infraestructura 5G, será aún más importante en el futuro. La arquitectura de red 6G que se está concibiendo actualmente está fuertemente orientada hacia una infraestructura jerárquica, denominada red heterogénea vertical, que proporcione cobertura universal mediante la integración de enlaces de comunicación terrestres, aéreos y espaciales. Este nuevo escenario requiere una nueva generación de antenas de alta eficiencia en la banda de ondas milimétricas, una de las tecnologías clave para el éxito del despliegue de esta red global. Debido a la heterogeneidad de los diferentes nodos y enlaces, las características de las antenas a desarrollar son muy diversas, pudiéndose utilizar diferentes tecnologías y tipologías. Entre otras especificaciones, este proyecto desarrolla antenas de haz fijo para enlaces troncales, antenas capaces de cubrir múltiples bandas, incluyendo combinaciones de ondas milimétricas con bandas sub-6, antenas de haz orientable para comunicaciones en movimiento, o antenas multihaz para estaciones base 5G/6G, todas ellas con una alta demanda en la próxima década. Además, la sostenibilidad y asequibilidad de una red global de ondas milimétricas de tal magnitud exigen tecnologías de antena de coste eficiente, con un compromiso mejorado entre coste de fabricación y eficiencia energética. Con este objetivo, este proyecto investiga distintas tecnologías de antena, como versiones novedosas de guías de ondas gap con procesos de fabricación más sencillos, mecanismos de radiación de onda progresiva y de fuga basados en estructuras novedosas de onda lentas, metasuperficies con agujeros con simetrías de orden superior o novedosas configuraciones impresas en 3D. Las soluciones de antena propuestas deben validarse cuidadosamente mediante la creación de prototipos, prestando especial atención a los procedimientos de fabricación de bajo coste, como la fabricación aditiva o las técnicas convencionales de circuitos impresos.