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METASINTESIS: Investigación y desarrollo de una herramienta CAD para la SÍNTESIS de Circuitos de Comunicaciones Compactos y de Altas Prestaciones basados en METAmateriales. Expediente: TSI-020100-2010-169

Proyecto cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y el Ministerio de Industria, turismo y Comercio (MITYC) en el marco de la convocatoria 1/2010 para la concesión de ayudas del Plan Avanza para la realización de proyectos en el marco de la Acción Estratégica de Telecomunicaciones y Sociedad de la Información dentro del Plan Nacional de Investigación Científica.


1. Objetivos

El objetivo general del presente proyecto consiste en generar nuevas herramientas CAD basadas en métodos de análisis precisos y eficientes, estrategias de síntesis y algoritmos de optimización, a emplear en el desarrollo de componentes de radiofrecuencia y microondas implementados con metamateriales. De forma más específica, se pretende hacer uso de métodos numéricos avanzados de análisis electromagnético para la rigurosa caracterización de componentes de RF y microondas, así como aplicar técnicas modernas de síntesis y optimización basadas en algoritmos de mapeado espacial al diseño automatizado de dichos dispositivos, con especial hincapié en el sector de las comunicaciones.

Así pues, el objetivo fundamental es desarrollar un software comercial sobre la base de la investigación de tales técnicas de síntesis y optimización, aplicadas a nuevas topologías de circuitos basados en metamateriales. Dicho software podrá ser aplicado al diseño automatizado de muy diversos componentes para comunicaciones, a partir de sus especificaciones. Específicamente, el software estará concebido para el diseño de componentes de pequeño tamaño en tecnología planar con bajo coste y de valor añadido, gracias a las singulares propiedades electromagnéticas que se derivan de las topologías basadas en metamateriales.

Componentes para aplicaciones en sistemas multibanda y reconfigurables, para comunicaciones inalámbricas de banda ancha (en particular UWB y WiMax), para sistemas de detección y monitorización a distancia (por ejemplo georadar) y para sistemas de detección e identificación por radiofrecuencia (RFID), son algunos de los ejemplos que el software que se pretende desarrollar permitirá diseñar, con un ahorro significativo de esfuerzo humano y tiempo, y por tanto con una mayor eficiencia. Además del desarrollo de dicho software, se pretende hacer uso del mismo dentro del proyecto para el diseño de diversos componentes demostradores, de interés práctico para la industria.

El objetivo de este proyecto supone un avance en la aplicación de procesos de síntesis y diseño optimizado en nuevos componentes críticos a emplear en próximas generaciones de sistemas de comunicaciones. Sin duda, su logro posicionará al consorcio en una situación de ventaja de cara a la futura comercialización de dichos componentes, así como de las propias herramientas informáticas que faciliten su diseño.

2. Integrantes consorcio

El presente consorcio de colaboración estará compuesto por 2 entidades distintas y complementarias como son:

   - AURORA SOFTWARE AND TESTING, S.L.
   - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA

AURORA SOFTWARE AND TESTING, S.L. es una empresa de base tecnológica (spin-off) de las dos universidades de la ciudad de Valencia: Universitat de València y la Universidad Politécnica de Valencia. Como empresa privada desarrolladora de tecnología es la entidad responsable, líder y coordinadora del proyecto. Técnicamente, tendrá la responsabilidad sobre el desarrollo tanto del módulo de análisis electromagnético, como de la herramienta CAD final que se pretende desarrollar. También será responsable de las acciones de marketing, difusión y protección de la propiedad intelectual.

La UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELONA participa en este proyecto a través del Centro de Investigación en Metamateriales para la Innovación en las Tecnologías Electrónica y de Comunicaciones (CIMITEC - http://cimitec.uab.es/). CIMITEC se responsabilizará de las tareas relacionadas con la extracción de parámetros de los modelos equivalentes y de la generación de los layouts iniciales de las celdas a sintetizar. Se responsabilizará de la elaboración de las rutinas correspondientes, en cooperación con AURORASAT y UPV.

Asimismo el presente consorcio contará con la participación como colaborador externo del Grupo de Aplicaciones de las Microondas (GAM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). El GAM será responsable de la elaboración de los algoritmos de diseño optimizado basado en la técnica de mapeado espacial, así como de su programación y validación práctica, en cooperación con UAB-CIMITEC y AURORASAT.

3. Descripción técnica

El presente proyecto engloba diferentes aspectos que hacen que sea necesaria la participación de entidades con diferentes capacidades tecnológicas y know-how. Así, las Universidades aportan su experiencia en lo referente a técnicas de diseño de componentes de comunicaciones basados en metamateriales y a estrategias de optimización basadas en mapeado espacial, mientras que la empresa líder del proyecto (desarrolladora) aporta su experiencia en el desarrollo de métodos avanzados para el análisis electromagnético y en la generación de software comercial.

Técnicamente, y siguiendo los objetivos específicos propuestos, se pretende desarrollar una herramienta informática de asistencia al diseño (CAD) de componentes de comunicaciones compactos y de elevadas prestaciones basados en metamateriales, capaz de generar las topologías de tales componentes a partir de sus especificaciones funcionales, sin intervención humana en el proceso. En particular, se pretende:

  A. Adaptar las técnicas de optimización de mapeado espacial a las topologías que constituyen las celdas para el diseño de componentes/circuitos basados en metamateriales, e implementación de algoritmos de síntesis automatizada para las mismas.

   B. Desarrollo de una herramienta comercial CAD, basada en los algoritmos previamente desarrollados para el análisis electromagnético y la síntesis automatizada de circuitos de RF y microondas en tecnología planar.

   C. Desarrollo de diversos demostradores de prueba de concepto.



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