New solutions for directive antennas and components for millimeter wave-band applications

Memeletzoglou, Nafsika

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New solutions for directive antennas and components for millimeter wave-band applications

Author(s): Memeletzoglou, Nafsika

Advisor(s): Rajo Iglesias, Eva

Tutor: Rajo Iglesias, Eva

Department/Institute: UC3M. Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones

Degree: Programa de Doctorado en Multimedia y Comunicaciones por la Universidad Carlos III de Madrid y la Universidad Rey Juan Carlos

Issued date: 2021-05

Defense date: 2021-07-15

Committee: Presidente: José Luis Masa Campos.- Secretario: Óscar Quevedo Teruel.- Vocal: Guido Valerio

Is part of: https://doi.org/10.1109/LAWP.2021.3102868

Has part: https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2943812
https://doi.org/10.1038/s41598-021-81640-7
https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2019.8888913
https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8608717

Keywords: Leaky-wave antennas , Gap-waveguide , Fabry-Pérot antennas , Metasurfaces

URI: http://hdl.handle.net/10016/33296

Rights: Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España

Abstract:

En las últimas décadas se ha producido un avance tecnológico exponencial en el área de las telecomunicaciones. Cada pocos años surgen sistemas de comunicaciones de nueva generación, siendo el 5G el que, hoy en día, se va implementando y ofreciendo progresiv En las últimas décadas se ha producido un avance tecnológico exponencial en el área de las telecomunicaciones. Cada pocos años surgen sistemas de comunicaciones de nueva generación, siendo el 5G el que, hoy en día, se va implementando y ofreciendo progresivamente a los usuarios de todo el mundo. Los sistemas de comunicaciones 5G permiten tasas de datos mucho más altas, una velocidad ultrarrápida y un mayor ancho de banda que el 4G no soportaba debido a las bandas excesivamente utilizadas por debajo de los 6 GHz. Sin embargo, este aumento de la frecuencia introduce retos que no existen en frecuencias inferiores, como la absorción ambiental. Además, los obstáculos físicos que se interponen en el trayecto entre el emisor y el receptor también son un problema a estas frecuencias y las pérdidas inherentes a la propagación en el espacio libre son muy elevadas. El objetivo de esta tesis ha sido desarrollar e introducir nuevos e innovadores diseños de antenas que puedan ser utilizados en las bandas de frecuencia de las comunicaciones 5G y superiores así como en otras aplicaciones de ondas milimétricas. Los diseños que se presentan tienen como principal objetivo conseguir una alta directividad, manteniendo bajas pérdidas. Estos diseños se pueden agrupar en dos categorías principales: antenas Fabry-Pérot, y antenas gap waveguide. En la primera parte de esta tesis se han desarrollado tres diseños de antena Fabry-Pérot, incluyendo una metodología innovadora para el diseño de una metasuperficie que permite un funcionamiento en doble banda con control de directividad y que también puede ser utilizada también para implementar arrays de antenas en bandas de ondas milimétricas. Además, se muestra que este concepto de antenas Fabry-Pérot, implementado en un rango de frecuencias mucho más bajas, puede utilizarse también en aplicaciones de sistemas radar. En la segunda parte, se han desarrollado e implementado diseños innovadores de antenas y arrays usando la tecnología gap waveguide en particular su versión groove. En ellos, se han diseñado novedosas redes de alimentación y sistemas de corrección de fase que proporcionan bajas pérdidas y alta eficiencia. [+]