Diseño, Fabricación y Medida de una RIS de 2-bits con Reconfiguración Mecánica a 26 GHz
Baena-Molina, Marcos1; Palomares-Caballero, Ángel1; Martínez-García, Ginés1; Sánchez-Zarco, Ángel M.2; Valenzuela-Valdés, Juan F.1
1Department of Signal Theory, Telematics and Communications, Centre for Information and Communication Technologies (CITIC-UGR), University of Granada, 18071 Granada, Spain.; 2Department of Electronics and Computer Technology, Centre for Information and Communication Technologies (CITIC-UGR), University of Granada, 18071 Granada, Spain.
This paper presents the design, fabrication and experimental validation of a mechanically reconfigurable 2-bit unit cell for desigining reconfigurable intelligent surface (RIS). An optimized design has been developed, based on the controlled displacement of a metallized movable element driven by a stepper micromotor. This approach achieves a 90º ± 20º phase shift between states with losses below 1.09 dB in the n258 FR2 band of 5G (26 GHz). Additionally, a low-cost fabrication methodology has been carried out, using high-precision SLA 3-D printing and aerosol metallization. Finally, a RIS prototype was characterized in an anechoic chamber demonstrating good agreement between simulated and measured scattering patterns.
Polarizador loxodrómico impreso en 3D para radiación omnidireccional de doble polarización circular en banda Ka
Melendro Jiménez, Javier; Tamayo Domínguez, Adrián; Sánchez Olivares, Pablo; Calatayud Maeso, Jorge; Masa Campos, Jose Luis; Fernández González, Jose Manuel
Universidad Politécnica de Madrid, España
Se presenta el diseño de un polarizador dieléctrico conformado esféricamente e impreso en 3D para aplicaciones de comunicaciones en banda Ka. Está compuesto por láminas dieléctricas que siguen una trayectoria loxodrómica, lo que permite la conversión de la polarización lineal de una onda esférica incidente a polarización circular. Cuando el polarizador se ilumina con una antena omnidireccional de polarización lineal según la dirección polar, el polarizador permite radiar una onda esférica con polarización circular a izquierdas, mientras que, si la polarización de la antena es lineal según la dirección acimutal, la conversión de polarización se produce a polarización circular a derechas. Su comportamiento es evaluado con un diseño en el rango 37-40 GHz, en el que se utiliza una antena omnidireccional de doble polarización lineal para excitarlo. Tanto la antena como el polarizador se fabrican mediante técnicas de manufactura aditiva. Los resultados experimentales concuerdan en buena medida con las simulaciones.
Antena de Monopulso basada en una Bocina de fugas Integrada en el Sustrato
Segura-Gómez, Cleofás1; Wang, Lei2; Biedma-Pérez, Andrés1; Padilla, Pablo1; Palomares-Caballero, Ángel1
1Departamento de Teoría de la Señal, Telemáticas y Comunicaciones, Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (CITIC-UGR), Universidad de Granada (España); 2School of Engineering, Lancaster University, Lancaster (UK)
Este trabajo presenta una antena monopulso a través de una bocina de fugas (LH) basada en la tecnología de guía de ondas integrada en sustrato (SIW). La LH consta de dos antenas de fuga (LWA) en tecnología SIW separadas angularmente para formar la apertura de la bocina. Diseñando adecuadamente esta separación angular junto a la dirección de radiación de las LWAs, se consigue un frente de onda plano. Para el comportamiento monopulso, se incluye un acoplador híbrido y desfasadores. Dependiendo del puerto de entrada, las LWAs se alimentan en fase o en contrafase generando los patrones suma y diferencia. Se ha fabricado un prototipo para validar el diseño. La bocina presenta una diferencia entre el diagrama de suma y diferencia en el eje de apuntamiento de -25.8 dB, una ganancia máxima de 12.9 dBi, y un ancho de haz de 6.4º a 27.5 GHz.
Fabricación de un Filtro Robusto basado en una Guía de Onda Multicapa Metálica en Banda W
Garcia-Martinez, Sergio1; Santiago, David2; Tamayo-Dominguez, Adrian1; Sanchez-Olivares, Pablo1; Arregui, Iván2; Lopetegi, Txema2; G. Laso, Miguel A.2; Fernandez-Gonzalez, Jose Manuel1
1Information Processing and Telecommunications Center, Universidad Politécnica de Madrid, España; 2Institute of Smart Cities (ISC), Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación,Universidad Pública de Navarra, España
Este trabajo presenta el diseño y la validación experimental de un filtro de cavidad de guía de onda en banda W que opera en torno a 91\,GHz, empleando una estructura periódica en su banda prohibida con simetría de deslizamiento para implementar el filtro en múltiples láminas metálicas delgadas apiladas sin contacto eléctrico entre ellas. El filtro se basa en cavidades apiladas verticalmente que utilizan el modo TE$_{103}$, lo que ofrece una mayor robustez frente a errores de fabricación y montaje. El filtro propuesto mantiene bajas pérdidas en el rango de frecuencias de 88-94\,GHz, incluso con variaciones de separación entre láminas de hasta 20 micras. El filtro se fabrica mediante corte por láser, con lo que se consigue una baja rugosidad superficial y una gran precisión dimensional. Las mediciones experimentales muestran una excelente concordancia con las simulaciones y demuestran la posibilidad de conseguir filtros de altas prestaciones en frecuencias de ondas milimétricas, manteniendo una baja complejidad y coste de fabricación mediante el uso de la tecnología de guía de onda multicapa combinada con el corte a láser.
Diseño de Filtro Coaxial Mediante Impresión 3D para Observación de la Tierra
Baranowski, Michal1; Pons Abenza, Alejandro2; Arregui, Iván2; Lopetegi, Txema2; Alvarez-Botero, Germán2; Lamecki, Adam1; Gomez Laso, Miguel Angel2; Martín Iglesias, Petronilo2,3
1Gdansk University of Technology, Polonia; 2Grupo de Microondas, Institute of Smart Cities (ISC), Dpto. de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación, Universidad Pública de Navarra (UPNA); 3European Space Agency (ESA), 2201 AZ Noordwijk, The Netherlands
This article presents a novel 3D-printed, self-supported coaxial-line X-band filter design. The filter is intended for Earth Observation (EO) data downlink systems, where it must effectively reject signals in a wide frequency range. The filter design incorporates a smooth-profile low-pass filter structure integrated with a short bandpass section with four λ/4 short-circuited stubs. The low-pass section design is optimized by means of shape deformation, including the inner and outer coaxial conductors, and leads to a wide rejection band up to around 40 GHz, to suppress undesired out-of-band frequencies. A prototype was fabricated in one piece using selective laser melting (SLM) and measured, showing excellent agreement with simulations, thus fulfilling the requirements of the target application.
Lente Luneburg Water-drop con Polarizador Dieléctrico Integrado y fabricación In-house para Comunicaciones 5G en banda Ka
Sánchez Castillo, Jorge; Melendro Jimenez, Javier; Tamayo Domínguez, Adrián; Sánchez Olivares, Pablo; Masa Campos, José Luis
Universidad Politécnica de Madrid, España
Este artículo presenta el diseño de una antena de lente geodésica metálica integrada con una lente plano-convexa conformada y un polarizador dieléctrico anisotrópico en su apertura. Esta antena está pensada para aplicaciones en ondas milimétricas en la banda Ka (22-40 GHz). La configuración proporciona alta directividad y polarización circular dentro de una cobertura azimutal de ±56º. La lente geodésica está diseñada con 11 puertos de entrada en un extremo y una apertura radiante continua en el otro, dirigiendo el campo electromagnético desde cada puerto de entrada hacia direcciones espaciales específicas, generando así 11 frentes de onda planos distintos en el plano azimutal. La lente dieléctrica plano-convexa en la apertura de la antena colima el plano de elevación, mejorando la directividad de la antena. Además, un polarizador dieléctrico anisotrópico convierte la onda polarizada verticalmente de la lente geodésica en una polarización circular. La antena presenta un ancho de banda relativo del 38,6% (AR < 3 dB), habiendo sido completamente prototipada mediante fabricación aditiva.
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