José Ignacio Herranz, responsable acadèmic del Grau en Enginyeria de Sistemes de Telecomunicació, So i Imatge que imparteix la Universitat Politècnica de València en el Campus de Gandia, és l’autor d’una recerca capdavantera que millora les prestacions d’antenes i permeten una transmissió de dades més ràpida en sistemes de comunicacions de nova generació, com els instal·lats en trens d’alta velocitat, avions o vaixells. Altres aplicacions de les agrupacions d’antenes concebudes seran la nova generació de satèl·lits meteorològics i, en un futur pròxim, la telefonia mòbil 5G.
En el desenvolupament d’aquest treball, el científic José Ignacio Herranz, membre de l’institut d’investigació iTEAM ha participat en el projecte LOCOMO (Low cost and compact Ca-band mobile satcom terminal), finançat per l’Agència Espacial Europea dins del seu programa ARTS, on ha col·laborat amb empreses europees líders del sector de les comunicacions per satèl·lit en moviment. ‘L’objectiu d’aquest treball és proporcionar serveis de banda ampla en zones no cobertes per les xarxes cel·lulars terrestres, on l’accés a la informació està restringit a satèl·lits de comunicacions: zones remotes, situacions de conflicte, zones afectades per desastres naturals, bucs, avions… ‘, explica Herranz. Gràcies a aquestes recerques, el cost dels terminals necessaris, que avui dia és de centenars de milers d’euros, pot reduir-se fins a un 80%.
La recerca de José Ignacio Herranz es recull en la seua tesi doctoral ‘Anàlisi i optimització eficient d’agrupacions de ranures en guia’, dirigida per Alejandro Valero. Aquest treball ha obtingut un dels Premis Extraordinaris de Doctorat atorgats per la UPV en 2017.
‘Hem creat un programari propi per a dissenyar antenes, analitzar-ne les prestacions i desenvolupar-les automàticament en només uns minuts. Aquest tipus de programari de simulació existeix per a antenes de menor grandària i amb llicència comercial, però no és eficaç per a antenes de gran grandària’, explica Herranz.
Els resultats d’aquesta intensa labor investigadora s’han validat experimentalment mitjançant la fabricació i mesura de prototips relacionats amb el desplegament real de sistemes de telecomunicació; a més, la tesi doctoral ha permès establir contacte permanent amb empreses capdavanteres del sector. Aquesta transferència tecnològica ha cristal·litzat en diversos contractes de R+D+I amb empreses internacionals, com Indra Sistemes, EADS CASA Espai o Thales Alenia Space.
ANTENES PER A L’ACCÉS A LA BANDA AMPLA
L’accés a la banda ampla o ‘d’alta velocitat’, que ha eliminat la necessitat d’una línia telefònica dedicada a l’ús d’Internet, és possible gràcies al recent llançament de nous satèl·lits de comunicacions funcionant en la banda Ca (en particular de 29.5 a 31 GHz). ‘La concepció d’antenes d’alt guany eficients en aquesta banda de freqüències és fonamental per a l’èxit d’aquests sistemes i en aquest repte tecnològic participen les principals companyies del sector’, explica el director del Grau en Enginyeria de Sistemes de Telecomunicació de la UPV a Gandia.
‘La comunicació amb un satèl·lit remot necessita una antena amb gran capacitat de focalitzar la radiació electromagnètica en una direcció i que tinga un volum reduït’ explica l’investigador en telecomunicacions. ‘Les agrupacions de ranures de guia donen lloc a estructures planes compostes per centenars o milers d’emissors (antenes), que es caracteritzen per una alta directivitat i eficiència’ explica l’investigador.
ALGORISMES D’OPTIMITZACIÓ DE BANDA AMPLA
Les exigents especificacions de les antenes que han de comunicar-se amb aquests satèl·lits són cobertes gràcies als algorismes d’optimització de banda ampla desenvolupats en aquestes recerques. ‘El requisit imposat de polarització circular de les antenes s’ha resolt mitjançant la introducció de nous elements a les agrupacions de ranures convencionals, incapaces de radiar aquest tipus de polarització. La polarització circular consisteix en l’emissió d’una ona electromagnètica que avança donant voltes, diferent a la polarització lineal que transmeten, per exemple, les antenes de televisió terrestre; és així com emeten els satèl·lits de comunicacions de nova generació, i per aquest motiu és necessari dissenyar antenes que siguen capaces de rebre aquests senyals’, explica Herranz.
PATENTS
El mecanisme de commutació de polarització, necessari en aquest tipus de sistemes, ha sigut estudiat en col·laboració amb investigadors francesos de l’empresa Thales Alenia Space. ‘La cobertura sobre el territori europeu té una estructura cel·lular: en cada zona s’emet amb un sentit circular diferent, a esquerres o a dretes; l’antena ha de poder adaptar-se al canvi de polarització de forma autònoma. Açò és el que està patentat’, aclareix el científic. Com a resultat, el doctor participa com un dels autors de dues patents relacionades amb les aplicacions SOTM, relacionades directament amb els dissenys realitzats en aquesta tesi doctoral.
L’impacte dels resultats d’aquesta tesi s’ha contrastat amb la publicació de diversos articles en revistes indexades de reconegut prestigi, a més de la participació en congressos internacionals punters en el disseny d’antenes.
Tècnica de comunicació i màrqueting del Campus de Gandia