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Un ingeniero de la UPNA diseña pequeñas antenas con prestaciones a las de tipo bocina

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El ingeniero Unai Beaskoetxea Gartzia (Bayona, Francia, 1987) ha diseñado cinco antenas distintas (del tipo onda de fuga) que se caracterizan por su reducido volumen y perfil plano, capaces de captar y emitir ondas a alta frecuencia, además de emitir con mayor potencia que las antenas volumétricas clásicas, como las parabólicas

Este desarrollo, que forma parte de su tesis doctoral defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), puede utilizarse en satélites, drones y naves no tripuladas, por su menor peso, volumen y precio, y es una alternativa a las más voluminosas antenas de bocina.

Las antenas planas propuestas consiguen, con un menor volumen y peso, “una gran concentración de la potencia en una sola dirección, además de que emiten menos en otros ángulos; es decir, los haces son más puros y la potencia emitida es cada vez mayor”, según Beaskoetxea, cuya tesis, dirigida por el profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicaciones e investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) Miguel Beruete Díaz, obtuvo la calificación de sobresaliente “cum laude”.

Antes de doctorarse, Unai Beaskoetxea Gartzia cursó en la UPNA las titulaciones de Ingeniería Técnica de Telecomunicación (especialidad de Sonido e Imagen) y el Máster Universitario en Comunicaciones. Durante la elaboración de su tesis doctoral, publicó cinco artículos en diversas revistas científicas, realizó seis contribuciones en congresos nacionales y dieciocho en internacionales y colaboró en la escritura del capítulo de un libro (“Aperture Antennas for MM and SUB-MM Wave Applications”).

Su área de interés investigador incluye las antenas de onda de fuga, los metamateriales, las estructuras de transmisión extraordinaria y los distintos campos de investigación en los rangos de las microondas hasta el infrarrojo. Desde el pasado septiembre, continúa su investigación posdoctoral en el Grupo de Investigación de Antenas-Teralab.

 

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Texto

Las principales características de estas antenas es que son planas y ligeras, por lo que su uso puede ser especialmente adecuado en comunicaciones espaciales. “Se trata de antenas de perfil muy reducido y alta ganancia que resultan idóneas para establecer comunicación entre dos antenas enfrentadas —explica—. En satélites, drones y naves no tripuladas, en las que el peso es un inconveniente, conseguir unas antenas con características similares a las que ya se utilizan, pero con un peso, volumen y precio infinitamente menor, es una opción muy atractiva”.

Asimismo, este tipo de antenas podrían convertirse en una alternativa a las antenas parabólicas. “Podríamos colocar en nuestra ventana, pegada a la pared, una antena con forma de disco plano. Además de ocupar menos espacio, mejoraría el impacto visual de los edificios, ya que podría, incluso, aplicarse el color del muro para que la antena pasara más desapercibida”, añade Unai Beaskoetxea.

Funcionamiento

Las antenas desarrolladas en la tesis se inspiran en una primera de onda de fuga presentada en 2005 por el ya citado Miguel Beruete. Partiendo de este diseño inicial, Unai Beaskoetxea ha ido desarrollando distintas estructuras que varían en su material de fabricación (aleación de aluminio, impresión 3D…), frecuencia de funcionamiento en el espectro electromagnético (desde los 13 gigahercios hasta los 500) y patrón de corrugaciones, que son aquellas ranuras que se diseñan en la superficie y modifican la forma en que se emite la energía. “Por la ranura central, sale la energía y, gracias a las corrugaciones, se logra que la energía se acople a la superficie y, posteriormente, se irradie en una dirección predeterminada —señala—. Cuando se desarrolla una antena con circunferencias concéntricas y anulares, se consigue que la energía sea emitida en la dirección normal a la superficie. En el momento en que cambia la geometría y se desplaza el centro, se logra que el haz se proyecte en otra dirección”.

Actualmente, el diseño de antenas que está desarrollando el investigador se centra en tres aspectos distintos, pero no por ello excluyentes: lograr antenas de una mayor ganancia, con haces más puros y cuya utilización pueda aplicarse en una frecuencia más alta, por ejemplo, como emisión de energía térmica (de interés en el sector de las energías renovables —para placas fotovoltaicas—, en sensores o para disipar calor en entornos como el espacio).

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