TECNOLOGÍAS: Ingeniería y tecnología eléctricas, Tecnología de las telecomunicaciones

Nuevos filtros de microondas mejorarán los sistemas de comunicación inalambricos

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En su tesis Nuevas técnicas para la síntesis de dispositivos de microondas basadas en la Teoría de acoplo de modos, Israel Arnedo Gil, Ingeniero de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra (UPNA), ha propuesto un nuevo método para diseñar filtros de microondas, unos dispositivos esenciales para controlar la cantidad de energía y el tiempo que ésta tarda en ir de un punto a otro del sistema.

Basque Research | 24 mayo 2010 14:37

¿Qué tiene en común un horno microondas con los radares, las comunicaciones por satélite, la telefonía móvil o los sistemas inalámbricos? Todos ellos utilizan microondas y ondas milimétricas en su funcionamiento. En su tesis doctoral, “Nuevas técnicas para la síntesis de dispositivos de microondas basadas en la Teoría de acoplo de modos”, Israel Arnedo Gil, Ingeniero de Telecomunicación por la UPNA, ha propuesto un nuevo método para diseñar filtros de microondas, unos dispositivos esenciales para controlar la cantidad de energía y el tiempo que ésta tarda en ir de un punto a otro del sistema. Su trabajo de investigación le ha permitido mejorar determinadas aplicaciones y obtener una patente internacional en explotación.

Los circuitos de microondas y ondas milimétricas se utilizan para generar, procesar y detectar señales electromagnéticas en un rango de frecuencia determinado —entre 1GHz y 300 GHz—. Sus aplicaciones son muy diversas: el radar (localización de personas, predicción del tiempo, control de tráfico aéreo o terrestre), la transmisión de información (telefonía, televisión, internet o datos) mediante enlaces terrestres de microondas (sistemas de repetidores) y espaciales (comunicaciones por satélite), los sistemas inalámbricos de comunicaciones, el calentamiento de alimentos y materiales y los receptores de alta sensibilidad para radioastronomía.

Todo este sinfín de aplicaciones necesita un elemento fundamental: el filtro de microondas. Su función, de modo muy simplificado, es dejar pasar unas ondas electromagnéticas y bloquear otras. El objetivo de la tesis doctoral de Israel Arnedo ha sido mejorar algunas aplicaciones y lo ha conseguido mejorando las herramientas con las que se diseñan esos filtros.

Estableciendo un paralelismo con la televisión podría decirse que si hasta ahora las técnicas de elaboración de filtros eran en blanco y negro, las técnicas de síntesis que ha desarrollado este ingeniero han traído el color. Entre las ventajas de su método frente a las técnicas clásicas, se encuentra que se obtienen soluciones para problemas que no los tenían; se obtienen soluciones más robustas de cara a la fabricación y producción en masa; y las soluciones obtenidas proporcionan mayor flexibilidad en los diseños.

Resultados exitosos para dispositivos clave

Las herramientas de síntesis diseñadas por Arnedo han sido utilizadas con éxito en tres grupos de aplicaciones: en la tecnología UWB (Ultra-Wideband), en el sector espacial y en el procesado de señales de radar.

La tecnología UWB se presenta como una evolución de las comunicaciones inalámbricas, al proporcionar mucha más flexibilidad de uso y servicios. Es también clave para implementar sistemas avanzados de seguridad (radio vigilancia) y de detección bajo tierra (personas sepultadas por terremotos, minas antipersona, etc).

Por eso, es de vital importancia que el diseño de emisores y receptores sea óptimo. En colaboración con el Institute National de la Recherche Scientifique INRS-EMT y la McGill University en Montreal, Canadá, Arnedo ha diseñado dos dispositivos que pueden ser claves para la generación (emisor) y recepción (receptor) de señales UWB.

En cuanto al sector espacial, el modo en que las estaciones en la tierra y los satélites se comunican debe ser óptimo para que la calidad de la señal recibida (por ejemplo, la televisión en nuestros hogares) sea alta. En este sentido, se ha propuesto una técnica robusta para el diseño de filtros, que ofrece mejoras frente a los utilizados en la actualidad, tanto desde el punto de vista de servicio como desde los costes.

Por último, para aplicaciones de radares con gran ancho de banda, las herramientas propuestas han permitido diseñar un dispositivo óptimo para el procesado analógico de señales a gran velocidad, lo que amplía las posibilidades de esta tecnología desde el punto de vista práctico.

Zona geográfica: Navarra
Fuente: UPNA

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