AVANCES EN TECNOLOGIAS GUIADAS PARA LOS PROXIMOS EQUIPOS DE COMUNICACIONES POR SATELITE (ADWASAT)

Título del proyecto:Avances en Tecnologías Guiadas para los Próximos Equipos de Comunicaciones por Satélite
Acrónimo: ADWASAT
Ref: PID2022-136590OB-C41
Entidades participantes: Grupo de Aplicaciones de Microondas (Universidad Politécnica de Valencia), Grupo de Electromagnetismo Aplicado a las Telecomunicaciones (Universidad Politécnica de Cartagena), Grupo de Sistemas de Radiofrecuencia (Universidad de Alicante), Grupo de Electromagnetismo Aplicado (Universidad de Castilla La Mancha)
Duración: 01/06/2020 – 30/11/2023
Investigador responsable: Dr. Vicente E. Boria Esbert

Breve Descripción del Proyecto: FLos sistemas de comunicaciones espaciales son un activo clave para soportar los servicios y aplicaciones más relevantes de cualquier Sociedad Digital moderna. Entre ellos están los servicios de telecomunicaciones instantáneos y ubicuos (voz de alta calidad, datos a alta velocidad o difusión de radio y televisión), sistemas globales de radionavegación por satélite (Galileo en Europa y GPS en EE. UU.), así como los programas de observación de la Tierra (como Copernicus y Living Planet, financiados por la Comisión Europea -CE- y la Agencia Espacial Europea -ESA) orientados a la seguridad, estudio del medio ambiente y del cambio climático. Incluso las recientes redes de telefonía móvil terrestre 5G y 6G se verán reforzadas a través de una infraestructura basada en satélites. Como resultado, los ciudadanos de todo el mundo (y en particular los europeos y españoles) se benefician enormemente en términos de crecimiento económico, bienestar social y avances científicos y tecnológicos.

En la actualidad, el Programa Espacial Europeo está siendo impulsado (por la ESA, la CE y el sector industrial) a través de satélites de próxima generación al servicio de importantes proyectos espaciales: la segunda generación de Galileo y la tercera generación de METEOSAT, las próximas cinco misiones Sentinel y el satélite EarthCARE de los programas Copernicus y Living Planet, y las nuevas líneas de producto en satélites de telecomunicaciones denominadas Spacebus y Eurostar Neo. Además, las mega constelaciones de pequeños satélites (proyectos SpaceX y OneWeb) que brindan conectividad global a Internet están en plena expansión. Y todo gracias al establecimiento de enlaces avanzados de comunicación por satélite, basados en nuevos equipos de alta frecuencia (componentes pasivos y antenas) que utilizarán tecnologías emergentes.

Por lo tanto, como también sugieren los principales actores del sector espacial (la ESA, así como empresas multinacionales y españolas), se deben idear y diseñar soluciones novedosas para dispositivos pasivos de alta frecuencia y elementos radiantes. Estos nuevos equipos tendrán que abordar desafíos múltiples e interdisciplinares, en términos de tamaño eléctrico (compactos), frecuencia adaptativa y recursos de ancho de banda espectral (reconfigurables), mayores niveles de potencia de transmisión (lidiando con los efectos de
descarga e intermodulación) y viabilidad de fabricación (problemas de precisión y repetibilidad). Además, estos requisitos deberán abordarse adecuadamente en diversos rangos de frecuencia (que cubren las bandas de ondas de RF, microondas, milimétricas y submilimétricas).

Para ello, se propone un proyecto coordinado (IMPULSE) a realizar por un equipo de 5 grupos académicos de investigación (con colaboraciones previas exitosas). Cuatro subproyectos complementarios desarrollarán conjuntamente investigaciones de primer nivel sobre equipos innovadores de comunicación por satélite, considerando tecnologías de alta frecuencia tradicionales y emergentes: es decir, las basadas en circuitos planares y en guías de ondas 3D, las soluciones híbridas (guías de ondas planas implementadas en sustratos dieléctricos y vacíos), y el conjunto recién propuesto de guías con paredes corrugadas (o gap waveguides). También se investigarán materiales avanzados y sintonizables (como bioplásticos, grafeno y cristal líquido), así como técnicas de fabricación clásicas (fresado, LTCC) y más recientes (fabricación aditiva, micro mecanizado).

Este subproyecto, que actúa como coordinador del proyecto general y de los equipos participantes, además de revisar el trabajo conjunto sobre las herramientas CAE (métodos asistidos por ordenador de análisis, síntesis y optimización), y desarrollar completamente un demostrador integrado para una etapa de salida de múltiples haces en banda Ka, contribuye en el avance del uso práctico de varias tecnologías de guía de ondas para comunicaciones espaciales. En particular, se centra en la tecnología de guía de onda integrada de sustrato (SIW) coaxial, topologías plegadas y estriadas de la versión SIW vacía (ESIW) y componentes mecánicamente sintonizables (principalmente filtros y diplexores) utilizando cavidades de guía de onda 3D. También se aborda la implementación práctica de prototipos mediante técnicas LTCC e impresión 3D (con resinas metalizadas), así como la validación experimental de equipos (efectos de alta frecuencia y experimentos de comunicación con pequeños satélites).

Entidad financiadora: Proyecto PID2022-136590OB-C41 financiado por MCIN/AEI/10.13039/ 501100011033