El objetivo de este proyecto es el diseño de un array de antenas de tecnología microstrip de 64 elementos operando en la banda de frecuencias milimétricas, con polarización circular. Se ha realizado el diseño pensando en la futura integración con un circuito integrado BFIC (Beamforming Integrated Circuit), para proporcionar a la antena apuntamiento electrónico del haz. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto Disradio, donde el Grupo de Radiación del Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones colabora en el diseño de prototipos de antenas en banda milimétrica para nuevas aplicaciones comerciales del 5G.
En el trabajo se ha diseñado y optimizado, dentro de las limitaciones técnicas de fabricación, una antena de doble parche, con el fin de proporcionar un amplio ancho de banda. Además, el diseño cuenta con las capas necesarias para poder integrarla con el BFIC en posteriores desarrollos. Se ha diseñado tanto el elemento radiante como su alimentación mediante sonda coaxial. Este parche se ha empleado para formar arrays de 2×2, 4×4 y 8×8 elementos en configuración cuadrada. Previo al diseño de los arrays, se realizó un estudio teórico del diagrama de radiación para poder verificar si los resultados obtenidos en simulación eran favorables. Se ha verificado el correcto funcionamiento de los diseños, además de llevar a cabo un estudio del apuntamiento reconfigurable del haz. Por último, se han creado prototipos con conectores de los arrays de 2×2 y 4×4 elementos, con vistas a su futura fabricación y medida en cámara anecoica.
The objective of this project is the design of a 64-element microstrip antenna array operating in the millimeter-wave frequency band, with circular polarization. The design has been carried out with future integration in mind with a Beamforming Integrated Circuit (BFIC), to enable electronic beam steering for the antenna. This work is part of the Disradio project, where the Radiation Group of the Department of Signals, Systems, and Radiocommunications collaborates in the design of millimeter-wave antenna prototypes for new 5G commercial applications.
As part of the project, a dual-patch antenna has been designed and optimized to provide wide bandwidth, considering the technical limitations of manufacturing. Additionally, the design includes the necessary layers for integration with the BFIC in future implementations. Both the radiating element and its coaxial probe feed have been developed. This patch has been used to form arrays of 2×2, 4×4, and 8×8 elements in a square configuration. Before designing the arrays, a theoretical study of the radiation pattern was conducted to ensure that the simulation results were favorable. The proper functioning of the designs has been verified, and a study of reconfigurable beam steering has been carried out. Finally, prototypes with connectors for the 2×2 and 4×4 element arrays have been fabricated for future manufacturing and measurement in an anechoic chamber.
El objetivo de este proyecto es el diseño de un array de antenas de tecnología microstrip de 64 elementos operando en la banda de frecuencias milimétricas, con polarización circular. Se ha realizado el diseño pensando en la futura integración con un circuito integrado BFIC (Beamforming Integrated Circuit), para proporcionar a la antena apuntamiento electrónico del haz. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto Disradio, donde el Grupo de Radiación del Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones colabora en el diseño de prototipos de antenas en banda milimétrica para nuevas aplicaciones comerciales del 5G.
En el trabajo se ha diseñado y optimizado, dentro de las limitaciones técnicas de fabricación, una antena de doble parche, con el fin de proporcionar un amplio ancho de banda. Además, el diseño cuenta con las capas necesarias para poder integrarla con el BFIC en posteriores desarrollos. Se ha diseñado tanto el elemento radiante como su alimentación mediante sonda coaxial. Este parche se ha empleado para formar arrays de 2×2, 4×4 y 8×8 elementos en configuración cuadrada. Previo al diseño de los arrays, se realizó un estudio teórico del diagrama de radiación para poder verificar si los resultados obtenidos en simulación eran favorables. Se ha verificado el correcto funcionamiento de los diseños, además de llevar a cabo un estudio del apuntamiento reconfigurable del haz. Por último, se han creado prototipos con conectores de los arrays de 2×2 y 4×4 elementos, con vistas a su futura fabricación y medida en cámara anecoica.
The objective of this project is the design of a 64-element microstrip antenna array operating in the millimeter-wave frequency band, with circular polarization. The design has been carried out with future integration in mind with a Beamforming Integrated Circuit (BFIC), to enable electronic beam steering for the antenna. This work is part of the Disradio project, where the Radiation Group of the Department of Signals, Systems, and Radiocommunications collaborates in the design of millimeter-wave antenna prototypes for new 5G commercial applications.
As part of the project, a dual-patch antenna has been designed and optimized to provide wide bandwidth, considering the technical limitations of manufacturing. Additionally, the design includes the necessary layers for integration with the BFIC in future implementations. Both the radiating element and its coaxial probe feed have been developed. This patch has been used to form arrays of 2×2, 4×4, and 8×8 elements in a square configuration. Before designing the arrays, a theoretical study of the radiation pattern was conducted to ensure that the simulation results were favorable. The proper functioning of the designs has been verified, and a study of reconfigurable beam steering has been carried out. Finally, prototypes with connectors for the 2×2 and 4×4 element arrays have been fabricated for future manufacturing and measurement in an anechoic chamber. Read More
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