Publication: New solutions for directive antennas and components for millimeter wave-band applications
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Publication date
2021-05
Defense date
2021-07-15
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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
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.
Description
Mención Internacional en el título de doctor
Keywords
Leaky-wave antennas, Gap-waveguide, Fabry-Pérot antennas, Metasurfaces