Un blog de Universitat Politècnica de Valéncia, Campus de Gandia.

La UPV mejora y abarata las antenas de nueva generación utilizadas en desastres naturales

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José Ignacio Herranz, responsable académico del Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación, Sonido e Imagen que imparte la Universitat Politècnica de València en el Campus de Gandia, es el autor de una investigación puntera que mejora las prestaciones de antenas y permiten una transmisión de datos más rápida en sistemas de comunicaciones de nueva generación, como los instalados en trenes de alta velocidad, aviones o barcos. Otras aplicaciones de las agrupaciones de antenas concebidas serán la nueva generación de satélites meteorológicos y, en un futuro próximo, la telefonía móvil 5G.

En el desarrollo de este trabajo, el científico José Ignacio Herranz, miembro del instituto de investigación iTEAM, ha participado en el proyecto LOCOMO (Low cost and compact Ka-band mobile satcom terminal), financiado por la Agencia Espacial Europea bajo su programa ARTES, donde ha colaborado con empresas europeas líderes del sector de las comunicaciones por satélite en movimiento. ‘El objetivo de este trabajo es proporcionar servicios de banda ancha en zonas no cubiertas por las redes celulares terrestres, donde el acceso a la información está restringido a satélites de comunicaciones: zonas remotas, situaciones de conflicto, zonas afectadas por desastres naturales, buques, aviones…’, explica Herranz. Gracias a estas investigaciones, el coste de los terminales necesarios, que hoy en día es de centenares de miles de euros, puede reducirse hasta un 80%.

La investigación de José Ignacio Herranz se recoge en su tesis doctoral Análisis y optimización eficiente de agrupaciones de ranuras en guía, dirigida por Alejandro Valero. Este trabajo ha obtenido uno de los Premios Extraordinarios de Doctorado otorgados por la UPV en 2017.

‘Hemos creado un software propio para diseñar antenas, analizar sus prestaciones y desarrollarlas automáticamente en apenas unos minutos. Este tipo de software de simulación existe para antenas de menor tamaño y con licencia comercial, pero no es eficaz para antenas de gran tamaño’, explica Herranz.

Los resultados de esta intensa labor investigadora se han validado experimentalmente mediante la fabricación y medida de prototipos relacionados con el despliegue real de sistemas de telecomunicación; además, la tesis doctoral ha permitido establecer contacto permanente con empresas punteras del sector. Esta transferencia tecnológica ha cristalizado en varios contratos de I+D+I con empresas internacionales, como Indra Sistemas, EADS CASA Espacio o Thales Alenia Space.

ANTENAS PARA EL ACCESO A LA BANDA ANCHA

El acceso a la banda ancha o de ‘alta velocidad’, que ha eliminado la necesidad de una línea telefónica dedicada al uso de Internet, es posible gracias al reciente lanzamiento de nuevos satélites de comunicaciones funcionando en la banda Ka (en particular de 29.5 a 31 GHz).  ‘La concepción de antenas de alta ganancia eficientes en esta banda de frecuencias es fundamental para el éxito de estos sistemas y en este reto tecnológico participan las principales compañías del sector’, explica el director del Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación de la UPV en Gandia.

‘La comunicación con un satélite remoto necesita una antena con gran capacidad de focalizar la radiación electromagnética en una dirección y que tenga un volumen reducido’ explica el investigador en telecomunicaciones ‘Las agrupaciones de ranuras de guía dan lugar a estructuras planas compuestas por centenares o miles de emisores (antenas), que se caracterizan por una alta directividad y eficiencia’ explica el investigador.

ALGORITMOS DE OPTIMIZACIÓN DE BANDA ANCHA

Las exigentes especificaciones de las antenas que deben comunicarse con estos satélites son cubiertas gracias a los algoritmos de optimización de banda ancha desarrollados en estas investigaciones. ‘El requisito impuesto de polarización circular de las antenas se ha resuelto mediante la introducción de nuevos elementos a las agrupaciones de ranuras convencionales, incapaces de radiar este tipo de polarización. La polarización circular consiste en la emisión de una onda electromagnética que avanza dando vueltas, diferente a la polarización lineal que transmiten, por ejemplo, las antenas de televisión terrestre; es así como emiten los satélites de comunicaciones de nueva generación, y por ese motivo es necesario diseñar antenas que sean capaces de recibir estas señales’, explica Herranz.

PATENTES

El mecanismo de conmutación de polarización, necesario en este tipo de sistemas, ha sido estudiado en colaboración con investigadores franceses de la empresa Thales Alenia Space. ‘La cobertura sobre el territorio europeo tiene una estructura celular: en cada zona se emite con un sentido circular diferente, a izquierdas o a derechas; la antena tiene que poder adaptarse al cambio de polarización de forma autónoma. Esto es lo que está patentado’, aclara el científico. Como resultado, el doctor participa como uno de los autores de dos patentes relacionadas con las aplicaciones SOTM, relacionadas directamente con los diseños realizados en esta tesis doctoral.

El impacto de los resultados de esta tesis se ha contrastado con la publicación de varios artículos en revistas indexadas de reconocido prestigio, además de la participación en congresos internacionales punteros en el diseño de antenas.


 Sandra Barrancos Gregori

Técnica de comunicación y márquetin del Campus de Gandia.

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