Los sistemas de comunicaciones espaciales actuales facilitan servicios de carácter científico, tecnológico y social en los principales sectores de actividad económica y en aplicaciones críticas de seguridad y defensa. Estos sistemas de comunicaciones embarcados en satélites operan en diferentes bandas de frecuencia (microondas y recientemente también en ondas milimétricas y submilimétricas) no sólo para cubrir las necesidades de los distintos sectores de actividad, sino también por razones de regulación y limitaciones tecnológicas. Por ello, estos sistemas requieren constantemente evoluciones tecnológicas cada vez más exigentes (altas prestaciones en ancho de banda y potencia, menor peso y tamaño), además de resultar eficientes y sostenibles.

El presente proyecto está centrado en este contexto. Se propone desarrollar antenas en tecnología planar e híbrida-guiada (Substrate Integrated Waveguide, SIW) y filtros en diferentes tecnologías: planar (microstrip, coplanar), guía de onda rectangular clásica, guía híbrida (SIW; Empty Subtsrate Integrated Waveguide, ESIW) y guía de pared corrugada (Groove Gap Waveguide, GGW). Con el fin de conseguir diseños de filtros compactos con nuevas funcionalidades y mayores prestaciones, se desarrollarán estructuras metamateriales en tecnologías planar y SIW, y estructuras 3D en guía de ondas. Con el objeto de compensar errores debidos a los procesos de fabricación y las derivas de componentes activos, así como por las propias necesidades de los sistemas más avanzados de comunicaciones, se plantea también que los componentes desarrollados tengan capacidad de reconfiguración. El diseño de estos circuitos requerirá de nuevas técnicas eficientes de análisis, diseño y síntesis, y métodos de fabricación avanzados (impresión 3D). Para ello, se propone trabajar en técnicas de análisis numérico basadas en ecuación integral y metodologías de diseño con redes neuronales o lógica difusa (fuzzy logic), así como utilizar técnicas de fabricación aditivas.

Con respecto al diseño de nuevas antenas en tecnología planar y SIW, se investigarán técnicas de tapering para la reducción de lóbulos secundarios, se propondrán nuevos diseños de haces múltiples con el objetivo de conseguir mayores eficiencias de transmisión y se estudiarán técnicas de reconfiguración para antenas inteligentes. Cuando estos diseños no sea posible implementarlos con técnicas convencionales a coste razonable o con la precisión requerida, se explorará la fabricación mediante la impresión 3D o técnicas de fabricación aditiva. En los diseños propuestos se buscará la obtención de sistemas radiantes de altas prestaciones que permitan el escaneado del haz evitando el uso de sistemas activos de conmutadores activos, phased-arrays con control electrónico o escaneo mecánico que requieren motores, alternativas éstas que aumentan la complejidad y coste del sistema. Resultados previos del grupo demuestran la potencial aplicación de sistemas de antenas de topología planar, alimentación simple, sencilla integración, escaneo pasivo en frecuencia con buenas prestaciones para aplicaciones IoT (Internet-of-Things) e IoS (Internet-over-Satellite).