Programa del congreso

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Resumen de las sesiones
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Fecha: Miércoles, 04/09/2024
10:00 - 11:00M.1.3: SE-CPE-1: Componentes pasivos para aplicaciones espaciales (I)
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: MARÍA CARMEN BACHILLER MARTÍN, UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA, España
Presidente de la sesión: Angela Coves, University Miguel Hernandez of Elche, España
 
10:00 - 10:15

Circulador de unión en Y basado en una guía ondas integrada en substrato vacío para banda Ka

Martínez Cano, Leticia1; Laur, Vincent2; Belenguer Martinez, Angel1; Lucas Borja, Alejandro1; Galeote Carballo, Ignacio1

1Universidad de Castilla-La Mancha, España; 2Universidad de Bretaña Occidental, Francia

Empty substrate integrated waveguide (ESIW) is a transmission line that appeared to improve the well-known substrate integrated waveguide (SIW). This improvement consists of removing the dielectric substrate that does not allow the SIW performance to be good at high frequency. As it is a relatively new technology, not all the devices that have been presented based on SIW technology have been designed in ESIW. One of the devices that has not been designed yet in ESIW is a circulator. Thus, a ferrite-based Y-junction circulator designed and fabricated in ESIW technology to operate at a central frequency of 30 GHz is presented. The results obtained by the full wave simulations and the experimental measurements exhibit the correct operation of the circulator at Ka band.

101-Circulador de unión en Y basado en una guía ondas integrada en substrato vacío para banda Ka-101.pdf


10:15 - 10:30

Diseño de filtros paso-banda en configuración interdigital cargados con tiras metálicas de geometría plana

García, Raúl1; San Blas, Ángel Antonio1; Bonte, Sarah1; Coves, Ángela1; Sánchez-Soriano, Miguel Ángel2; Guglielmi, Marco3; Boria, Vicente E.3

1Instituto de Investigación en Ingeniería de Elche - I3E, Universidad Miguel Hernández de Elche; 2Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; 3Departamento de Comunicaciones - iTEAM, Universidad Politécnica de Valencia

In this work, we present a new compact topology of interdigital bandpass filters implemented in coaxial waveguide technology. Compared to classical coaxial resonators, which are typically loaded with cylindrical metallic posts, the resonators that we propose are based on rectangular cavities loaded with flat metallic strips of a finite thickness. The main advantages of the proposed topology are compactness and

low-cost practical realization. The design process, which is based on the calculation of the input/output and the inter-resonator couplings, employs the well-known Aggressive Space Mapping technique, with the aim of reducing the overall computation effort. In order to validate the new proposed topology and the design procedure, interdigital filters of orders 3 and 5 operating in the S-band have been designed. For validation purposes, the obtained results have been successfully compared to data provided by two different full-wave software tools (Ansys HFSS and CST Studio Suite).

121-Diseño de filtros paso-banda en configuración interdigital cargados con tiras metálicas de geometría pla.pdf


10:30 - 10:45

Filtro Notch HTS para Supresión de RFI en Receptores VGOS

García Carreño, Pablo1; García Castellano, Abel1,2; Gómez Molina, Gabriel1; Bautista Durán, Marta1; López Pérez, José Antonio1

1Observatorio de Yebes, España; 2Estaçao RAEGE de Santa Maria, Portugal

Este artículo muestra la solución adoptada para suprimir una interferencia generada por un potente radar de basura espacial a 1,75 Km de la estación RAEGE Santa María.Dada la alta sensibilidad requerida en los receptores radioastronómicos, los filtros superconductores de alta temperatura (HTS) son la mejor solución a adoptar para degradar en la menor medida de lo posible los receptores ultra sensibles utilizados. Por ello, un filtro HTS basado en resonadores espirales ha sido diseñado, fabricado e instalado en la estación.

El rechazo de este filtro ha permitido al radiotelescopio RAEGE Santa María observar en presencia de este radar.

124-Filtro Notch HTS para Supresión de RFI en Receptores VGOS-124.pdf


10:45 - 11:00

Diseño de un Diplexor en Tecnología Empty Substrate Integrated Waveguide

Herraiz Zanón, David1; Esteban González, Héctor1; Belenguer Martínez, Ángel2; Boria Esbert, Vicente E.1

1Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia, Universitat Politècnica de València. Spain. 46022 Valencia; 2Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Automática y Comunicaciones, Universidad de Castilla-La Mancha. Escuela Politécnica de Cuenca, Campus Universitario, 16071 Cuenca, Spain.

This paper presents the practical implementation of a diplexer, for satellite applications designed using Empty Substrate Integrated Waveguide (ESIW) technology. The proposed diplexer comprises two bandpass ESIW filters based on inductive windows and a resonant T-junction. The filters are centered at 11.575 GHz and 11.825 GHz, both with bandwidths of 155 MHz. The proposed diplexer demonstrates return and insertion losses better than 23 dB and lower than 0.30 dB, respectively, as well as an isolation level better than 30 dB. This technology enables the creation of a high-performance diplexer with a focus on Size, Weight, Power, and Cost (SWaP-C) as crucial indexes.

151-Diseño de un Diplexor en Tecnología Empty Substrate Integrated Waveguide-151.pdf
 
13:30 - 14:30M.2.3: SE-RAR-2: Reflectarrays, transmitarrays y estructuras alimentadas espacialmente (II)
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: Manuel Arrebola Baena, Universidad de Oviedo, España
Presidente de la sesión: Eduardo Martínez de Rioja, Universidad Rey Juan Carlos, España
 
13:30 - 13:45

Reflectarray Unit Cell Based on a SIW Cavity Resonator

Gómez Álvarez, Andrés1; Delmonte, Nicolò2; Silvestri, Lorenzo2; Bozzi, Maurizio2; Arrebola Baena, Manuel1; Rodríguez Pino, Marcos1

1Universidad de Oviedo, España; 2Università di Pavia, Italia

We introduce a novel reflectarray unit cell based on a SIW cavity resonator, designed for operation at 18.7 GHz. It can achieve a full phase cycle of phase shifting and low losses, while keeping manufacturing requirements simple. Furthermore, by relying on a resonant cavity instead of open elements, inter-cell coupling effects are reduced. This can lower the approximation errors resulting from using the cell response under a fully periodic environment during the design process.

183-Reflectarray Unit Cell Based on a SIW Cavity Resonator-183.pdf


13:45 - 14:00

Antena Reflectarray Polarizadora en banda K y Ka para Satélites Pequeños

Ruiz-Casado, Juan Manuel1; Martinez-de-Rioja, Daniel1; Martinez-de-Rioja, Eduardo2; Encinar, Jose Antonio1

1Universidad Politécnica de Madrid; 2Universidad Rey Juan Carlos

This contribution describes a dual-band polarizing reflectarray antenna for small-satellite communications. The proposed an-tenna has been designed to convert the incident dual-linearly polarized field into dual-circular polarization in K and Ka bands, generating a high gain beam as well. The unit-cell is composed of two layers of metallization, where each layer has orthogonal groups of dipoles and is designed to independently operate at a different frequency. The polarization conversion process has been generalized to operate with non-stacked dual polarization elements, which allows to use a single dielectric layer per operating frequency. Simulated results of a 20 cm polarizing reflectarray antenna with a dual-layer configuration show a maximum gain larger than 30 dBi and an axial ratio below 1.5 dB at both design frequencies (19.7 and 29.5 GHz).

225-Antena Reflectarray Polarizadora en banda K y Ka para Satélites Pequeños-225.pdf


14:00 - 14:15

Superficies reflectoras de doble banda para proporcionar cobertura en redes 5G de ondas milimétricas

Martínez de Rioja, Eduardo; Vallejo, Jorge; Arboleya, Ana; Rodríguez Varela, Fernando; Fontá, Celia

Universidad Rey Juan Carlos, España

In this contribution, two designs of dual-band reflectarray surfaces are proposed for coverage-enhancing applications in millimeter-wave 5G networks. The first design is based on a two-layer reflectarray panel with simultaneous operation at 28 and 39 GHz, which is able to generate two independent collimated beams in dual polarization (one beam at each frequency). The second design is based on a single-layer reflectarray that operates at 28 and 60 GHz. In this case, a beamforming technique has been applied to broaden the beams in the azimuth plane, in order to cover a wider angular range. The proposed reflectarrays can be used to enable wireless communications in millimeter-wave networks, providing coverage of blind zones in both indoor and outdoor scenarios.

246-Superficies reflectoras de doble banda para proporcionar cobertura en redes 5G de ondas milimétricas-246.pdf


14:15 - 14:30

Multibeam antenna design based on transmit-arrays with low F/D operation

Matos, Sérgio1,2; Felício, João2,4; Costa, Jorge1,2; Fernandes, Carlos2,3; Fonseca, Nelson J. G.5

1Department of Information Science and Technology, University Institute of Lisbon (Iscte-IUL); 2Instituto de Telecomunicações (IT); 3Department of Electrical and Computer Engineering, Instituto Superior Técnico (IST), University of Lisbon; 4Centro de Investigação Naval (CINAV), Escola Naval; 5European Space Agency, Antenna and Sub-Millimetre Waves Section

Cost-effective multibeam millimeter wave antenna solutions are required to enable the deployment of 5G NR . The complex trade-off between system complexity and RF requirements (such as high gain, number of beams, beam scanning capability, ) needs to be carefully optimzed. Transmit-arrays (TAs) can provide a low-cost solution for multibeam operation by having aN feeding array placed at a given focal distance. However, the maximum number of feeds and cross-over levels are constrained by the focal distance to aperture diameter ratio (F/D). On the one hand, reducing the F/D allows designing more compact feeding array elements, on the other hand, it limits the maximum angle coverage due to scanning aberrations. In this work, we show that a TA optimized for operating simultaneously with low F/D and wide-angle coverage can improve the performance of this classical configuration. We design a Ka-band multibeam antenna with a TA fed by a 19x5 array of standard WR38 waveguide operating with F/D=0.34. It provides 25 dBi of gain with scan losses below 3 dB when scanning in a zenith plane up to -55 degrees, covering 80 degrees (-55 to 25 degrees) with cross-over levels around 3 dB.

262-Multibeam antenna design based on transmit-arrays with low FD operation-262.pdf
 
16:00 - 17:30M.3.3: SE-CPE-2: Componentes pasivos para aplicaciones espaciales (II)
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: Angela Coves, University Miguel Hernandez of Elche, España
Presidente de la sesión: MARÍA CARMEN BACHILLER MARTÍN, UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA, España
 
16:00 - 16:15

Caracterización de la conductividad en alta frecuencia de materiales para fabricación aditiva

NOVA GIMÉNEZ, VICENTE1; BACHILLER MARTÍN, MARÍA CARMEN1; FERRE CLAVER, ÁLVARO1; VORONOV, ALEKSANDR1; PONCE-GONZÁLEZ, LUIS N.1; SEMPERE, LLUC2; KUNOWSKY, MIRKO2; MARTÍNEZ, ASUNCIÓN2

1UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA, España; 2IJU Technological Centre

Este trabajo presenta la caracterización de la conductividad efectiva de los materiales de fabricación aditiva utilizados para la manufactura de dispositivos para comunicaciones de alta frecuencia. Tanto el tipo de material, la porosidad, la rugosidad, como la oxidación disminuyen el valor de dicha conductividad llevando a un incremento en las pérdidas de inserción de los dispositivos fabricados. Para la caracterización se ha diseñado un resonador de cavidad en banda X sobre guía de onda rectangular y se ha medido el factor de calidad de diferentes realizaciones con técnicas y materiales diversos. Se han obtenido valores de hasta 17.70 $MS/m$ para materiales poliméricos metalizados y de hasta 5.32 $MS/m$ para aleaciones metálicas.

128-Caracterización de la conductividad en alta frecuencia de materiales para fabricación aditiva-128.pdf


16:15 - 16:30

Coaxial to Empty Substrate Integrated Waveguide Transition for Small Satellite Technology

RIVERO MIRÓ, LAURA; HERRAIZ ZANÓN, DAVID; ESTEBAN GONZÁLEZ, HÉCTOR; COGOLLOS BORRÁS, SANTIAGO; BORIA ESBERT, VICENTE ENRIQUE

Universidad Politécnica de Valencia (UPV), España

Empty Substrate Integrated Waveguides (ESIW)

integrate hollow 3D waveguides into printed circuit boards

(PCBs), thereby creating an empty waveguide with reduced

height while maintaining low cost, low profile, and easy in-

tegration. Several transitions have been proposed to connect

ESIW circuits to microstrip lines. However, these transitions

generally increase the complexity of the manufacturing process

and cannot be directly connected to measurement equipment.

Therefore, in this communication, a direct coaxial-to-ESIW

transition based on magnetic coupling is proposed. This structure

can be manufactured with reduced complexity, requiring only

simple cuts and metalization. An equivalent circuit model has

been proposed, which provides initial values for the transmission

parameters, and reduces the optimization time by 20%.

173-Coaxial to Empty Substrate Integrated Waveguide Transition-173.pdf


16:30 - 16:45

Diseño de Filtros en Tecnología de Línea Coaxial Sin Dieléctricos Mediante Impresión 3D

Pons Abenza, Alejandro1,2; Arregui, Ivan2; Lopetegi, Txema2; Gómez Laso, Miguel Ángel2; Álvarez Botero, Germán Andrés2; Martín Iglesias, Petronilo2,3

1Universidad Politécnica de Cartagena, Cartagena (Murcia, España); 2Universidad Pública de Navarra (UPNA), Pamplona (España); 3Agencia Espacial Europea, Noordwijk (The Netherlands)

This article presents the design and manufacturing

of a fully metallic X-band bandpass filter in coaxial-line tech-

nology. The device is 3D-printed as a self-supported structure

without any dielectric inside. A short-circuit λ/4 parallel stub

bandpass filter an electrical connection between the inner and

outer coaxial-line conductors, and provide the required me-

chanical support for the self-supported 3D-printing process. To

enhance filter out-of-band performance, a second stage consisting

of a stepped-impedance low-pass filter is integrated, also using

coaxial-line technology. Both filters are designed separately and

then combined to achieve desired frequency specifications. A

prototype with a passband at X-band (between 8 and 12 GHz)

is manufactured using Selective Laser Melting, showing exce-

llent agreement between simulations and measurements. This

approach promises highly integrated, multifunctional monoblock

coaxial filters with additional benefits such as increased RF

shielding and protection against electrostatic discharge.

231-Diseño de Filtros en Tecnología de Línea Coaxial Sin Dieléctricos Mediante Impresión 3D-231.pdf


16:45 - 17:00

Inserción de corrugaciones en filtros de microondas para reducción de multipactor

Bonte, Sarah1; García Jiménez, Raúl1; Coves Soler, Ángela María1; San-Blas Oltra, Ángel Antonio1; Sancho Olivares, Manuel1; Vague Cardona, José Joaquín2; Boria Esbert, Vicente Enrique2

1Universidad Miguel Hernández, España; 2Universidad Politécnica de Valencia, España

El efecto multipactor plantea un reto importante en los dispositivos de RF y microondas de alta potencia, como los filtros combline, ya que afecta a la integridad de la señal y al rendimiento del dispositivo. En este artículo, proponemos emplear un perfil de superficie corrugado para mitigar este efecto. Mediante simulaciones numéricas, demostramos que la introducción de una superficie corrugada suprime significativamente la aparición y propagación de descargas multipactor dentro de la estructura del filtro. El perfil corrugado altera eficazmente las condiciones propicias para la formación de avalanchas de electrones, aumentando así el nivel umbral de ruptura y reduciendo la probabilidad de degradación de la señal inducida por el multipactor. Además, exploramos la influencia de diversos parámetros geométricos del perfil corrugado en la supresión del efecto multipactor, proporcionando información sobre las consideraciones de diseño óptimas para mitigar este fenómeno. Nuestros hallazgos no sólo ofrecen una valiosa guía para el desarrollo de filtros combline robustos y fiables, sino que también contribuyen a una comprensión más amplia de las técnicas de supresión de multipactor en aplicaciones de RF y microondas de alta potencia.

238-Inserción de corrugaciones en filtros de microondas para reducción de multipactor-238.pdf


17:00 - 17:15

Diseño de un diplexor y un triplexor para banda Ka en Half-Mode Groove Gap Waveguide

Marini, Stephan1; Ferrando-Rocher, Miguel2; Gimeno, Encarnación1; Soto, Pablo3; Jorge-López, Alejandro3; Boria, Vicente E.3

1Universidad de Alicante, España; 2Antennas and Propagation Lab., Universitat Politècnica de València.; 3Grupo de Aplicaciones de las Microondas, Universitat Politècnica de València.

In this work, the practical design of a Ka-band

diplexer and triplexer in half-mode groove gap waveguide (HMGGW)

technology is proposed. The first device is composed of

two bandpass HM-GGW filters, an E-plane T-junction and the

corresponding transitions to the input/output WR28 rectangular

waveguide ports. The second one has a manifold herringbone

configuration where three bandpass HM-GGW filters are directly

coupled on the common short line without the use of stubs.

In order to demonstrate the applicability of this technology, a

diplexer prototype has been successfully fabricated, showing inband

measured return and insertion losses of 21 dB and 0.87 dB

in the lower band, 16 dB and 0.86 dB in the upper band, and a

good isolation level (better than 32.5 dB) in the whole operational

frequency range. This good electrical behaviour demonstrates

that HM-GGW is an attractive technology for the design of high

frequency components, thus helping to reduce its size respect to

the equivalent component in the classical GGW technology.

118-Diseño de un diplexor y un triplexor para banda Ka en Half-Mode Groove Gap Waveguide-118.pdf


17:15 - 17:30

Diseño de un array 2x2 de parches sin dieléctrico con altas directividad, eficiencia y ancho de banda

Herraiz Tirado, Darío; Belenguer Martínez, Ángel; de Dios de Dios, Juan José; Fernández Berlanga, Marcos David; Herraiz Zanon, David; Galeote Carballo, Ignacio

Universidad de Castilla-La Mancha, España

Por hacer

100-Diseño de un array 2x2 de parches sin dieléctrico con altas directividad, eficiencia y ancho de banda-100.pdf
 

Fecha: Jueves, 05/09/2024
9:00 - 11:00J.1.3: SE-DNF-1: Antenas y dispositivos de RF basados en nuevas técnicas y tecnologías de fabricación (I)
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: Jose Luis Masa Campos, Universidad Politécnica de Madrid, España
Presidente de la sesión: Pablo Sánchez Olivares, Universidad Politécnica de Madrid, España
 
9:00 - 9:15

Printed Chipless RFID Tags for the Packaging Industry

Lopez-Iturri, Peio1; Ruiz-Feliú, Rafael1; Picallo, Imanol1; Klaina, Hicham1; Martínez, Pablo2; Bravo, Javier3; Oteiza, José I.2; Falcone, Francisco1,4

1Dept. of Electric, Electronic and Communication Engineering and the Institute of Smart Cities, Public University of Navarre, 31006 Pamplona; 2Ulzama Gráficas, Digital and Packaging, 31620 Huarte; 3Naitec-Mobility and Mechatronics Technology Centre, 31006 Pamplona; 4School of Engineering and Sciences, Tecnologico de Monterrey, Monterrey 64849, Mexico

The development of smart communications technologies brings new capabilities to the packaging industry, notably enhancing traceability within logistical operations. Radio Frequency IDentification (RFID) technologies hold significant promise in this regard but also pose challenges due to their expense and issues concerning recycling. Chipless RFID technology emerges as an alternative by eliminating the need for encoded chips and improving sustainability. This work introduces a chipless RFID system featuring an affordable reader designed for integration into packaging applications utilizing paper substrates. In this sense, 2-D geometrical patterns printed with conductive ink on paper-based substrates are analyzed, comparing them with printed circuit boards employing FR-4 substrate. The reader is developed utilizing conventional software-defined radio (SDR) platforms within the 0–6 GHz and 0–12 GHz frequency ranges, avoiding the use of a vector network analyzer (VNA) equipment.

112-Printed Chipless RFID Tags for the Packaging Industry-112.pdf


9:15 - 9:30

A Novel Logarithmic-Spiral-Shaped 3D-Printed Dielectric Polarizer for Dual-Circularly Polarized Conical-Beam Radiation Patterns in the Ka-Band

Melendro Jiménez, Javier; Sánchez Olivares, Pablo; Tamayo Domínguez, Adrián; Masa Campos, Jose Luis; Fernández González, José Manuel

Universidad Politécnica de Madrid, España

In this contribution, the design of a novel logarithmic-spiral-shaped (LSS) anisotropic dielectric polarizer is presented for millimeter-wave applications within the Ka-band (28-30 GHz). The proposed antenna is composed of a conical horn fed by a waveguide dual-mode converter (DMC), where the TE01 and TM01 modes are independently excited to generate linearly azimuthal polarized and linearly radial polarized conical beam radiation patterns, respectively. The horn antenna is loaded with the novel LSS dielectric polarizer, which converts the linearly radial polarized wave generated by the excitation of the TE01 mode into a right-handed circularly polarized (RHCP) wave and the linearly azimuthal polarized wave generated by the excitation of the TM01 mode into a left-handed circularly polarized (LHCP) wave. In order to experimentally validate the proposed design, both the DMC along with the conical horn antenna and the novel LSS dielectric polarizer are manufactured by means of distinct 3D printing techniques. An excellent agreement between simulations and measurements is achieved.

113-A Novel Logarithmic-Spiral-Shaped 3D-Printed Dielectric Polarizer-113.pdf


9:30 - 9:45

Estudio de compatibilidad de las tecnologías de impresión 3D y PCB para la realización de componentes y circuitos RF

López Villegas, Josep Maria; Vidal Martínez, Neus

Universitat de Barcelona, España

This paper explores the potential of combining additive manufacturing (AM) with printed circuit board (PCB) technology for the fabrication of radio frequency (RF) components and circuits. This approach seeks to leverage the design freedom offered by AM while capitalizing on the established processes and design knowledge associated with PCB manufacturing. A helical microstrip line segment is chosen as the test vehicle for this study. The paper proposes a procedure for embedding this 3D structure into a printed circuit board (PCB) substrate. Electrical connectivity and mechanical stability are both considered during the definition of the embedding steps. To demonstrate the functionality of the proposed method for the design of more complex structures, two embedded helical microstrip line segments are combined to form a compact 2-way Wilkinson power divider/combiner suitable for operation at the low RF frequency band.

117-Estudio de compatibilidad de las tecnologías de impresión 3D y PCB para la realización de componentes y ci.pdf


9:45 - 10:00

Reflectores de cavidad para arrays de antenas sub-6 GHz 5G fabricados con impresión 3D

FERRER CLAVER, ÁLVARO; MOLINS, JAUME; BACHILLER MARTÍN, MARÍA CARMEN; FERRANDO BATALLER, MIGUEL; VORONOV, ALEKSANDR; PONCE GONZÁLEZ, LUIS N.

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA, España

La fabricación aditiva (AM) se puede aplicar a nuevos escenarios donde las técnicas sustractivas tradicionales limitan la geometría y la libertad de ensamblaje. Uno de estos escenarios es el desarrollo de antenas, donde la AM ofrece la capacidad de implementar geometrías de alta complejidad, reduciendo el peso y coste de los dispositivos. Este trabajo presenta el proceso de fabricación aditiva de dos antenas MIMO de cuatro puertos con cavidad trasera utilizando tecnología de impresión 3D SLA. Los dispositivos impresos se metalizaron mediante un proceso autocatalítico de baños químicos. Finalmente, se midieron sus respuestas frecuenciales, ganancia, eficiencia, diagramas de radiación y peso, y se compararon con las fabricadas mediante métodos tradicionales de fresado sobre metal. La respuesta electromagnética de las antenas de AM es excelente y comparable con las fabricadas con técnicas sustractivas.

127-Reflectores de cavidad para arrays de antenas sub-6 GHz 5G fabricados con impresión 3D-127.pdf


10:00 - 10:15

Metal Fused Filament Fabrication of corrugated horns for mmWave applications

Sánchez Paredes, Julio; Márquez Segura, Enrique

UMA, España

This communication aims to demonstrate the fea-

sibility of manufacturing complex structures through additive

manufacturing with conductive material. Enabling more intri-

cate designs and greater detail to meet the necessary specifi-

cations in today’s context. A comparison is conducted on the

performance of two conical horns, Ka-band and M-band, whose

manufacturing requirements are significantly different.

147-Metal Fused Filament Fabrication of corrugated horns-147.pdf


10:15 - 10:30

A 3D-printed Prototype of a Miniaturized Top-Metalized Rectangular Dielectric Resonator Antenna

Sofokleous, Paris1; Herraiz-Martínez, Francisco Javier1; Paz, Eva1; Márquez-Segura, Enrique2; Padilla, Pablo3; Pérez-Escribano, Mario2,3

1Institute for Research in Technology (IIT), Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI, Universidad Pontificia Comillas, 28015, Madrid, Spain; 2Telecommunication Research Institute (TELMA), Universidad de Málaga, E.T.S. Ingeniería de Telecomunicación, 29010 Málaga, Spain; 3Department of Signal Theory, Telematics and Communications, Research Centre for Information and Communication Technologies (CITIC-UGR), University of Granada, Granada, Spain

This paper presents a 3D-printed prototype of a novel top-metalized Dielectric Resonator Antenna (DRA). The inclusion of top metallization induces a modification in the boundary conditions, resulting in a frequency reduction in the fundamental mode of the DRA. Still, it does not degrade its radiation performance. The dielectric part is manufactured using fused deposition modeling (FDM) printing techniques and a commercially available Zirconia-loaded filament. The prototype presents a –10-dB bandwidth from 2.54 to 2.68 GHz with a minimum of –21 dB at 2.60 GHz. The radiation maxima occur in the top and bottom directions, with a simulated gain of 2.7 dBi. Thus, a low-cost and fast method to implement and manufacture a miniaturized DRA is presented.

169-A 3D-printed Prototype of a Miniaturized Top-Metalized Rectangular Dielectric Resonator Antenna-169.pdf


10:30 - 10:45

Agrupación de Ranuras con Haz Inclinado de Alta Ganancia y Fabricación Aditiva en la Banda Ka

Herranz Herruzo, Jose Ignacio; Valero Nogueira, Alejandro; Ferrando Rocher, Miguel

Universitat Politècnica de València, España

This communication proposes an all-metal radial-line slot array antenna with a tilted beam, intended to mm-wave communications. An azimuthal variation of the propagation constant within the feeding waveguide is created by a non-uniform bed of nails, tailoring each pin height accordingly. When feeding a uniformly-spaced array with such inhomogeneous waveguide, the main beam tilts within a defined plane. Moreover, if such a waveguide illuminates a non-uniformly spaced slot array, beam-steering capability can be achieved by simply rotating the bottom plate with the bed of nails. This concept is intended to be experimentally validated through the fabrication of a prototype using additive manufacturing.

187-Agrupación de Ranuras con Haz Inclinado de Alta Ganancia y Fabricación Aditiva en la Banda Ka-187.pdf
 
13:00 - 14:30J.2.3: SE-DNF-2: Antenas y dispositivos de RF basados en nuevas técnicas y tecnologías de fabricación (II)
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: Pablo Sánchez Olivares, Universidad Politécnica de Madrid, España
Presidente de la sesión: Jose Luis Masa Campos, Universidad Politécnica de Madrid, España
 
13:00 - 13:15

Fully Metallic Slot Array Using a Groove Gap Waveguide Feeding Network for Multibeam Applications in the E-Band

Menéndez Feito, Sergio; Fernández Vaquero, Álvaro; Arrebola Baena, Manuel

Universidad de Oviedo, España

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) heavily rely on radar technology, particularly within the 76-81 GHz band, for precise obstacle detection and enhanced road safety. This paper introduces a novel metal-only antenna designed using gap waveguide technology. The antenna, featuring a scalable 1×8 slotted array fed through groove gap waveguide technology, offers multi-channel and multibeam operation, making it adaptable to various traffic scenarios.

Key features of the antenna include low transmission losses and robust obstacle detection capabilities within the 76-81 GHz band, crucial for ADAS applications. Its metal-only construction allows for integration into vehicle chassis, optimizing performance within automotive frequency bands.

Validation through simulations using CST Microwave Studio confirms the behavior and performance of the antenna. Results suggest potential as a candidate for antennas capable of multibeam performance in the E-band, underscoring its suitability for radar-based ADAS applications.

This work introduces a metal-only slot array built upon groove gap waveguide technology. This metal-only design facilitates seamless integration into vehicle chassis and ensures minimal losses within the automotive frequency bands. The fully integrated feeding network, featuring a -3dB power splitter, offers the flexibility of multi-port feeding. This adaptability has proven particularly valuable in achieving beam scanning, as changing the feeding port enables this capability. Furthermore, the multiport configuration has the potential to support multiple input/output channels, enhancing the extraction of additional angular information for a wide range of applications.

223-Fully Metallic Slot Array Using a Groove Gap Waveguide Feeding Network-223.pdf


13:15 - 13:30

Wideband Dual Circularly Polarized Radiating Element Based on a Semi-Corrugated Waveguide

García Martínez, Sergio; Tamayo Domínguez, Adrián; Sánchez Olivares, Pablo

Centro de Investigación en Procesado de la Información y Telecomunicaciones, ETSI Telecomunicación, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, España

This paper presents a fully metallic radiating element that produces dual circular polarization over a wide bandwidth. A quasi-square waveguide section with a pair of corrugated walls is used, which converts ±45º linear polarization into dual circular polarization. The inclusion of periodic corrugations slows the propagation of one of the fundamental modes, leading to a phase difference exhibiting parabolic behavior. This significantly broadens the range in which a pure circular polarization of less than 1 dB of axial ratio can be attained. The behavior of the semi-corrugated waveguide is studied, and its dimensions are analyzed as a function of the bandwidth and required length. Two versions of the element with different heights and bandwidths are designed. The proposed fully metallic radiating element has small dimensions, which allow for integration into an array with low profile, while its versatile design enables the attainment of large bandwidths with pure dual circular polarization.

243-Wideband Dual Circularly Polarized Radiating Element Based-243.pdf


13:30 - 13:45

Aplicación de distintos métodos para la caracterización dieléctrica de materiales de impresión 3D

Viudes Pérez, Paula; Torregrosa Penalva, Germán; García Martínez, Héctor; Bronchalo Bronchalo, Enrique; Ávila Navarro, Ernesto; Arias Rodríguez, Julia

Universidad Miguel Hernández, España

En este trabajo se propone un análisis de distintos métodos para la obtención de las propiedades dieléctricas de materiales de impresión 3D. En el diseño de dispositivos de microondas fabricados mediante impresión 3D, es esencial conocer con precisión las propiedades dieléctricas de los materiales empleados. Este trabajo compara tres métodos aplicados en materiales dispersivos (TW-CON175BK) y no dispersivos (PLA, ABS, Preperm-dk3, Preperm-dk10), para identificar las técnicas que obtienen las características de cada material de forma precisa. Las muestras se fabrican con la anchura y altura de las guías de onda estandarizadas WR-90 y WR-137. La longitud de las muestras depende de las propiedades de absorción del material, siendo TW-CON175BK el único cuya longitud es más corta respecto a las secciones de 51 mm empleadas en el resto de materiales. Se mide la respuesta de los parámetros [S] para cada material, y se aplican los métodos, proporcionando resultados favorables para materiales no dispersivos, y ajustando correctamente las características del material dispersivo únicamente con dos de estos métodos.

244-Aplicación de distintos métodos para la caracterización dieléctrica de materiales de impresión 3D-244.pdf


13:45 - 14:00

Lente de Luneburg water drop con fabricación in-house en tecnología SLA para comunicaciones 5G en banda Ka

Sánchez Castillo, Jorge; Masa Campos, José Luis; Tamayo Domínguez, Adrián

Universidad Politécnica de Madrid, España

In this contribution a water drop Luneburg lens is presented. These types of antennas are very interesting in contexts such as mobile communications. With the rise of 5G, especially in the millimeter band, new radiant systems are necessary to solve the problems involved. With the increase in frequency and, therefore, propagation losses, high gain and efficiency antennas are needed. This is why devices such as geodesic lenses are a very attractive solution since they eliminate dielectric losses and can present a high gain. Additionally, their multiport and angular scanning capabilities make them highly desirable for MIMO system implementation. Additionally, thanks to advances in the development of additive manufacturing technologies, this type of geodesic lenses can have their manufacturing process greatly simplified. Light devices can be obtained at very low cost and granting great performance.

245-Lente de Luneburg water drop con fabricación in-house en tecnología SLA para comunicaciones 5G en banda K.pdf


14:00 - 14:15

Metal-Only Monolithic 4x4 Horn Array Difference Pattern Antenna

Rico Fernández, José2; Fernández Vaquero, Álvaro1; Rodríguez Pino, Marcos1; Arrebola Baena, Manuel1

1Universidad de Oviedo, España; 2Northern Waves, Suecia

Additive Manufacturing Laser Powder-Bed Fusion (AM LPBF) technique is evaluated to manufacture monolithic antennas in metal, simplifying the conventional procedure based on, first, manufacturing a dielectric skeleton, and then, applying a coating process to obtain the desire microwave component. To validate the technique, a difference pattern array of 4×4 horn antennas is designed to operate at mm-wave frequencies. The antenna is based on a complex structure to obtain a difference radiation pattern by rotating twisted section in two different orientations. The prototype is manufactured in a monolithic piece of aluminum alloy AlSi10Mg, providing a single structure that includes both radiating elements and feeding network, including twisters and power dividers in waveguide. The prototype is evaluated in anechoic chamber and planar near-field scanner, obtaining a good agreement with full-wave simulations within the operational bandwidth (34 to 36 GHz). The experimental validation demonstrates that the technique LPBF is a suitable candidate to produce monolithic metal-only microwave components in the Ka band.

184-Metal-Only Monolithic 4x4 Horn Array Difference Pattern Antenna-184.pdf
 

Fecha: Viernes, 06/09/2024
9:00 - 11:00V.1.3: CDA: Circuitos y Dispositivos Activos de Microondas
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: José Angel García García, Universidad de Cantabria, España
Presidente de la sesión: María José Madero Ayora, Universidad de Sevilla, España
 
9:00 - 9:15

Extracción de Modelos Funcionales para Transistores de Alta Frecuencia

Martín Rodríguez, Fernando1; Moure, Mª. Rocío1; Morales Fernández, Ainhoa1; Mónica, Fernández Barciela1; Paul J., Tasker2

1Universidad de Vigo, España; 2Cardiff University, UK

Esta comunicación describe las herramientas de software desarrolladas en entorno MATLAB para extraer modelos funcionales para transistores de microondas a partir de medidas reales de RF calibradas (medidas Load-Pull). Estas herramientas permiten extraer modelos lineales y no lineales.

Los modelos lineales están limitados a una sola impedancia y a valores de pequeña señal. Estos modelos son los parámetros S, Y y Z de pequeña señal.

Los modelos no lineales extraídos se basan en los modelos de Cardiff:

modelo A-B convencional, Cardiff filtrado, modelo avanzado de Cardiff y modelo Cardiff suavizado.

Se han diseñados aplicaciones auxiliares para importar datos de medición calibrados y

también para generar gráficos de prueba para evaluar los modelos extraídos.

Finalmente, se ha explorado otro tipo de modelo, basado ​​en redes neuronales artificiales. Otra aplicación MATLAB ha sido diseñada para entrenar redes neuronales superficiales: tipo perceptrón multicapa (MLP), con un nivel oculto.

Para todos los modelos se calcula un factor de mérito consistente en la SNR en dB, obtenida comparando las mediciones (señal deseada) con las predicciones del modelo (señal recibida). Gracias a esto se comprueba que todos los modelos extraídos obtienen buenos resultados para todos y se hace una comparación entre ellos.

134-Extracción de Modelos Funcionales para Transistores de Alta Frecuencia-134.pdf


9:15 - 9:30

Amplificador 2-10 GHz de 20 W y 25% PAE para Sistemas RF Multifunción Utilizando la Tecnología GaN pHEMT 0.25um de Leonardo

Prieto, Alvaro1; Ferreras, Alfonso1; Jiménez Martín, José Luis2; Montero de Paz, Javier1; Oreja Gigorro, Eduardo1; González Posadas, Vicente2; Sánchez Martínez, Juan José1

1INDRA SISTEMAS S.A., España; 2UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID

This paper presents the design and measurement of a High Power Amplifier (HPA) for Multifunction RF (MFRF) systems. The amplifier have been designed employing Leonardo’s

pHEMT GaN process with 250 nm of gate length (LDO GN25). The amplifier achieves more than 43 dBm of output power with a power added efficiency higher than 20% in the 2-10 GHz frequency band. This HPA is a suitable amplifier to be integrated in the future Transmit and Receive Modules (TRMs) for Active Electronically Scanned Array (AESA) systems that include Radar, Electronic Warfare (EW) and Communications (COMMs) capabilities in the same system.

144-Amplificador 2-10 GHz de 20 W y 25 PAE para Sistemas RF Multifunción Utilizando la Tecnología GaN pHEMT 0.pdf


9:30 - 9:45

Diseño de un Sensor Activo Basado en Análisis de la Estabilidad con Identificación Polo-Cero

Santiago Mesas, Sandra1; Fernández Aranzamendi, Elizabeth1; Amor Martín, Adrián1; González Posadas, Vicente2; Segovia Vargas, Daniel1

1Universidad Carlos III de Madrid, España; 2Universidad Politécnica de Madrid, España

Pole-Zero Identification has been applied for a large-signal stability-based design of an oscillator for active sensing. The oscillator is formed by a Complementary Split Ring

Resonator (CSRR) and an active feedback. Prototypes has been manufactured to validate the sensing capability when placing different electrically well-known liquids (acetone, methanol and deionized water). Although promising results have been obtained for dielectric characterization given the high frequency selectivity of the oscillator, further work is required to characterize electromagnetic losses.

148-Diseño de un Sensor Activo Basado en Análisis de la Estabilidad con Identificación Polo-Cero-148.pdf


9:45 - 10:00

Unconditional stability test of a 4-port device

Mateo Goñi, Aimar; Terrer, Jorge; Pérez de Cárcamo, Iker; Collantes, Juan-Mari

Universidad del País Vasco, UPV/EHU, España

Small-signal unconditional stability versus load terminations must be evaluated for reliable operation of microwave amplifiers. While extensively studied in 2-port devices, extending stability analysis to N>2 port configurations remains challenging due to the lack of streamlined methodologies. Existing tools often necessitate the use of multiple programs to assess intrinsic stability and unconditional stability, adding complexity to the process. This paper introduces an innovative approach by presenting an all-in-one simulation method for evaluating unconditional stability in 4-port devices using exclusively Advanced Design System (ADS) CAD platform. The Ohtomo’s method implemented through Winslow probes is used to verify the proviso while parametrized S-parameter simulation data are used for calculating the geometrical µ factor. Obtained simulation results are compared with measured data for a 4-port amplifier prototype.

152-Unconditional stability test of a 4-port device-152.pdf


10:00 - 10:15

Regresión Sparse de Modelos de Amplificadores de Potencia con un DOMP por Etapas

Marqués Valderrama, Elías; Nogales González-Regueral, Miguel; Becerra González, Juan Antonio; Madero Ayora, María José

Universidad de Sevilla, España

Este trabajo presenta la regresión sparse de modelos de comportamiento basados en la serie de Volterra y predistorsionadores digitales (DPDs) mediante un Stagewise Doubly Orthogonal Matching Pursuit (StDOMP). Se presenta el marco teórico general de las regresiones sparse y se formula el StDOMP aplicando una estrategia por etapas al algoritmo DOMP, i.e., permitiendo que la técnica seleccione un bloque de componentes en cada iteración sin necesidad de realizar una iteración por átomo. La selección por bloques permite reducir la complejidad computacional hasta cierto punto donde se espera que se degraden las prestaciones. Los resultados experimentales destacan el comportamiento de la técnica en la predistorsión de un amplificador de potencia (PA) clase AB trabajando en su régimen no lineal, concluyendo que el StDOMP es capaz de reducir el tiempo de ejecución al mismo tiempo que mantiene el nivel de prestaciones con respecto a DOMP.

167-Regresión Sparse de Modelos de Amplificadores de Potencia con un DOMP por Etapas-167.pdf


10:15 - 10:30

Amplificadores Clase E con Modos de Operación en Función del Ancho de Banda

Pérez San Miguel, Ana; Morales Romero, Ildemaro José; García García, José Angel

Universidad de Cantabria, España

Este trabajo aborda el diseño comparativo de dos amplificadores de potencia (APs) de alta eficiencia en banda L, con diferente requerimiento de ancho de banda, para su uso en arquitecturas de transmisión inalámbrica con modulación de la carga. La generalización de las ecuaciones de diseño de un clase E ofrece la flexibilidad para seleccionar la inductancia de polarización del drenador y la red de salida asociada, de modo a cubrir el ancho de banda deseado. Los APs a GaN HEMT implementados, destinados a funcionar en una sola (E5) o dos (E5 y E6) bandas del sistema de navegación Galileo, proporcionan una potencia de salida de alrededor de 40 dBm junto con una eficiencia superior al 75%.

190-Amplificadores Clase E con Modos de Operación en Función del Ancho de Banda-190.pdf


10:30 - 10:45

Ridge Gap Waveguide basada en fotoresina para el diseño de componentes activos en la banda de sub-THz.

Martínez Armas, Fidel1; Ederra, Iñigo1,2; Pérez-Escudero, Jose M.1,2

1Dpto. Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación, Universidad Pública de Navarra, Pamplona; 2Instituto de Smart Cities, Universidad Publica de Navarra, Pamplona.

In this paper a novel configuration for ridge gap waveguide (RGW) that allows work at three different frequency bands is presented. The proposed configuration, which uses a

metallized photoresist ridge, lays the groundwork for alternative solutions to address packaging and manufacturing at these frequencies, even the integration of non-lineal devices. Validation through simulation results within the 150-300 GHz and 1-15 GHz

bands confirmed satisfactory performance, featuring a return loss exceeding 15 dB and an insertion loss below 0.2 dB.

216-Ridge Gap Waveguide basada en fotoresina para el diseño de componentes activos en la banda de sub-THz-216.pdf
 
12:30 - 13:30V.2.3: ELM: Electromagnetismo
Lugar: Sala 3 - Aula 2.20
Presidente de la sesión: Fernando Daniel Quesada Pereira, Universidad Politécnica de Cartagena, España
Presidente de la sesión: Carolina Morales Blanco, Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), España
 
12:30 - 12:45

Análisis de cavidades superconductoras para detección de axiones de materia oscura

Gadea Rodríguez, José1; Díaz Morcillo, Alejandro1; Monzó Cabrera, Juan1; Puig, Teresa2; Gutierrez Royo, Joffre2

1Universidad Politécnica de Cartagena, España; 2Institut de Ciència de Materials de Barcelona, España

En las búsquedas de materia oscura, el factor de calidad de las cavidades de microondas sumergidas en campos magnéticos fuertes desempeña un papel importante en la detección de axiones. Del mismo modo, el factor de forma y el volumen de las cavidades influyen en el rendimiento del haloscopio.

El uso de superconductores de alta temperatura (HTS) puede aumentar considerablemente este factor de calidad, pero los huecos entre las tiras de supercondutores pueden ser perjudiciales. En este estudio, describimos cómo las tapas de la cavidad del superconductor y los huecos entre las tiras HTS (tanto horizontales como verticales) afectan al rendimiento del experimento.

Además, demostramos que modificar la geometría de las capas en una cavidad HTS mejora el factor de calidad, pero esta mejora es compensada por la disminución del factor de volumen y forma, disminuyendo la cifra global de mérito. Además, la existencia de lagunas entre las bandas HTS puede reducir significativamente el factor de calidad. Se indican los límites superiores de estas lagunas.

132-Análisis de cavidades superconductoras para detección de axiones de materia oscura-132.pdf


12:45 - 13:00

Diseño de un sistema de caracterización electromagnética para materiales a baja y alta temperatura

Plaza Gallardo, Borja1; Auñón Marugán, Alicia1; Zamorano Fernández, Pablo2; Ramos Somolinos, David1; Poyatos Martínez, David1

1Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), Torrejón de Ardoz, 28850 Madrid.; 2Universidad de Castilla- La Mancha. Rectorado UCLM, C. Altagracia, 50, 13001 Ciudad Real.

The aerospace industry has experienced remarkable advances through the adoption of composite materials and 3D technologies, due to their optimal strength-to-weight ratio. However, the extreme temperature gradients of the space environment raise challenges in the behavior of these materials. This paper presents the design and validation of a non-resonant electromagnetic characterization system to evaluate permittivity in dielectric materials at low and high temperatures. Dual microstrip line technology is used in conjunction with the transmission line phase extraction method to measure permittivity over a wide range of frequencies and temperatures, evaluating materials such as FR-4, ROGERS 4350B and CuClad 250. Two types of tests are carried out: one validation test at room temperature and one in the thermal chamber, in a temperature range from -50ºC to 80ºC. Although challenges persist, the system shows consistency and reliability in the measurements, highlighting the significant variation of permittivity with temperature.

138-Diseño de un sistema de caracterización electromagnética para materiales a baja y alta temperatura-138.pdf


13:00 - 13:15

Efecto de la saturación de los núcleos bobinados de ferrita en el filtrado de interferencias

Morales Blanco, Carolina1; Moragrega Langton, María2; López Sanz, Daniel1

1Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); 2Procesia Proyectos y Servicios S.L.

In electronics, ferrite core inductors are used to filter and protect electronic equipment against electromagnetic interference (EMI). Therefore, knowledge of the performance of these cores is very important. Their use at high voltage levels can cause their behaviour to change from the linear to non-linear regime, also known as the saturation state in magnetic materials. Under these conditions, the common mode impedance in the power supply and signal lines is modified and the ferrite core inductors do not have the expected characteristics. This paper presents the results of the study of this phenomenon. The test has been carried out by injecting high energy pulses of different amplitudes into a ferrite core inductor until non-linear behaviour can be identified with the saturation state. This study will allow future lines of research on the behaviour of magnetic materials against this kind of pulse of interferences.

150-Efecto de la saturación de los núcleos bobinados de ferrita en el filtrado de interferencias-150.pdf


13:15 - 13:30

Técnica de Ecuación Integral para el Análisis de Discontinuidades de Forma Arbitraria entre distintas Guías de Ondas Rectangulares

Huéscar de la Cruz, Antonio Manuel1; Gómez Molina, Celia2; Quesada Pereira, Fernando Daniel1; Álvarez Melcón, Alejandro1; Boria Esbert, Vicente Enrique3

1Universidad Politécnica de Cartagena, España; 2Ansys Iberia, España; 3Instituto en Telecomunicaciones y aplicaciones Multimedia. Universidad Politècnica de València

En esta contribución se propone una formulación de Ecuaciones Integrales para el análisis de circuitos de microondas basados en la concatenación de diferentes guías de onda rectangulares unidas por una discontinuidad de forma arbitraria. Para ello, se utilizan las funciones de Green según el calibre Lorenz de las guías de onda rectangulares y sus derivadas. Además, se ha empleado el método de Ewald para acelerar significativamente la evaluación de estas funciones de Green de guías de onda rectangulares. En esta contribución, se utiliza una densidad de corriente magnética superficial equivalente definida en la discontinuidad para conectar los problemas equivalentes de cada guía de onda rectangular. El uso de esta densidad de corriente magnética superficial reduce el número de incógnitas en comparación con la ecuación integral del campo eléctrico (EFIE). Además, permite el análisis de dispositivos que son imposibles de modelar directamente con la EFIE. Finalmente, la técnica propuesta ha sido validada por comparación con los resultados proporcionados por software comercial de onda completa como ANSYS HFSS y EFIE, mostrando una buena concordancia y eficiencia numérica.

260-Técnica de Ecuación Integral para el Análisis de Discontinuidades de Forma Arbitraria entre distintas Gu.pdf