Diseño Eficiente de Dispositivos Pasivos de RF para Comunicaciones Espaciales mediante Nuevos Algoritmos de Análisis Electromagnético Paralelizados

Título del proyecto: Diseño Eficiente de Dispositivos Pasivos de RF para Comunicaciones Espaciales mediante Nuevos Algoritmos de Análisis Electromagnético Paralelizados
Entidad financiadora: Programa TRACE (Ministerio de Ciencia e Innovación)
Ref. TRA2009_0077
Entidades participantes: Grupo de Aplicaciones de Microondas (Universidad Politécnica de Valencia), Grupo de Redes y Computación de Altas Prestaciones (Universidad Politécnica de Valencia), Aurora Software and Testing S.L. (España)
Duración: 01/03/2010 – 29/02/2012
Investigador responsable: Dr. Vicente E. Boria Esbert (Coordinador)
Número de investigadores participantes: 4 (Grupo de Aplicaciones de Microondas), 8 (Proyecto)

Breve Descripción del Proyecto: El objetivo principal de este proyecto consiste en la transferencia de conocimiento a la empresa AURORASAT de tal forma que permita, tanto a través de novedosos algoritmos de análisis electromagnético como de paralelización de los cálculos computacionales necesarios, el desarrollo de herramientas informáticas para llevar a cabo el análisis y diseño optimizado de nuevos y complejos circuitos pasivos en tecnología guiada, a operar en las bandas de microondas y ondas milimétricas, para aplicaciones de telecomunicacion espacial. Los componentes que darán soporte durante las próximas décadas a los nuevos sistemas de radiocomunicaciones se van a desarrollar en las bandas altas del espectro. En este sentido, las tolerancias de los componentes de dichos sistemas disminuirán considerablemente, y se requerirán algoritmos muy precisos que permitan un diseño óptimo de los mismos. En consecuencia, el diseño industrial de subsistemas de RF requiere nuevos modelos de simulación electromagnética eficientes y rápidos que permitan la simulación de componentes complejos que operen en las bandas de microondas y milimétricas. Actualmente existen en el mercado algunos simuladores comerciales de amplias prestaciones, que permiten obtener la respuesta de los componentes usados en los subsistemas de RF. Estos simuladores, aunque versátiles, son muy lentos computacionalmente, especialmente si se utilizan combinados con un algoritmo de optimización para diseñar un componente determinado. Por el contrario, las técnicas de análisis propuestas en este proyecto se basan en métodos modales, que  permiten obtener una precisión muy elevada con poco esfuerzo computacional, por lo que resultan ser una herramienta muy útil para las industrias del sector de las comunicaciones espaciales. Es pues en este marco en el que se propone la transferencia de conocimiento entre AURORASAT y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), a través del grupo de Aplicaciones de las Microondas (GAM) y el grupo de Redes y Computación de Altas Prestaciones (GRyCAP). Podemos desglosar el objetivo del presente proyecto en dos grandes bloques:

• Implementación de nuevas capacidades de análisis electromagnético desarrolladas por el GAM que permitirán estudiar complejos dispositivos pasivos de microondas y ondas milimétricas;

• Implementación de nuevos métodos matriciales en su resolución, gracias a la experiencia del GRyCAP, así como algoritmos de paralelización de los procesos con el fin último de reducir los costes en tiempos de computación y recursos asociados al análisis electromagnético de los dispositivos.

Todo esto permitirá a AURORASAT mejorar notablemente las prestaciones del software que desarrolla y distribuye para el diseño de dispositivos pasivos de microondas, permitiendo además, el uso posterior de herramientas de optimización que hacen a su vez uso repetidas veces del simulador electromagnético, procediendo así, al diseño optimizado de nuevos componentes. De esta manera, la herramienta CAD que la empresa comercializa estará un paso por delante de las de la competencia.