Smart Wireless Technologies Lab

El “Smart Wireless Technologies Lab” es un laboratorio puntero en España en la caracterización y medida de dispositivos de radiofrecuencia y de sistemas radiantes, principalmente enfocado a la banda de milimétricas, en la que reside el futuro de la investigación en el ámbito de las comunicaciones inalámbricas. El laboratorio tiene capacidad para hacer medidas de diferente tipo y para dar servicio tanto a los investigadores propios de la Universidad de Granada como al exterior (otros grupos de investigación tanto nacionales e internacionales, así como empresas del sector que deseen testear sus prototipos).

Resumen científico

La UGR se sitúa en posición puntera en el diseño, prototipado y caracterización de dispositivos de radiofrecuencia, canal de propagación y sistemas de comunicación para 5G+ y 6G, centrado en la banda de frecuencias de microondas y milimétricas (10 a 330 GHz).

El laboratorio “Smart Wireless Technologies Singular Lab (SWT-Lab)”, dedicado al diseño, prototipado y caracterización electromagnética de dispositivos de radiofrecuencia (RF) y antenas para microondas y milimétricas, es un laboratorio multidiciplinar en torno a las tecnologías de la información y comunicaciones que agrupa investigadores de diferentes ámbitos de conocimiento. Actualmente, las capacidades del Laboratorio Singular SWT Lab permiten principalmente la realización de medidas de caracterización electromagnética hasta 330 GHz y posee equipamiento complementario para prototipado y fabricación precisa de circuitos 2D, y elaboración precisa y versátil de estructuras tridimensionales mediante estereolitografía y metalización, para la realización de todo tipo de dispositivo 3D de RF, permitiendo validar tecnología para comunicaciones móviles 5G y futura 6G. La infraestructura disponible en el laboratorio es única en España, con posibilidad de hacer medidas de 4 puertos hasta 110 GHz, y de 2 puertos hasta 330 GHz.

El SWT-Lab ha sido concebido, construido y está gestionado por el grupo de investigación “Smart Wireless Technologies and Applications Group” (SWAT Group, TIC-244, UGR). El laboratorio forma parte de la Unidad de Excelencia en Tecnologías Avanzadas de Telecomunicaciones de la UGR.

El laboratorio se ubica en el Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones de la Universidad de Granada (CITIC-UGR), vinculado a la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Informática y de Telecomunicaciones (ETSIIT-UGR) de la Universidad de Granada.

Capacidades del laboratorio:
  • Medidas de los parámetros característicos de antenas: diagramas de radiación, ganancia, directividad, ROE, etc. Medida de los parámetros de dispersión de dispositivos pasivos y activos de microondas.
  • Medidas de compatibilidad electromagnética. Medida de eficiencia de apantallamiento de ondas.
  • Medida o emulación de diferentes entornos de propagación.
  • Caracterización electromagnética de materiales complejos.
  • Fabricación de circuitos RF planos de alta precisión que permita el desarrollo de prototipado rápido.
  • Fabricación y prototipado 3D de dispositivos de RF que permita el prototipado versátil.
  • Metalización de prototipos 3D de dispositivos de RF a partir de componentes impresos en resina.
Equipamiento principal disponible en el laboratorio:
  • Cámara Anecoica/reverberante de 5x3x3.5m para realizar diverso tipo de medidas hasta 330GHz.
  • Analizador de redes con el rango de frecuencia hasta 67 GHz.
  • Analizador EMC, Analizador de parám. X, Osciloscopio de 4 canales analog. y 16 dig. hasta 6 GHz.
  • Cabezas extensoras de frecuencia: 4 cabezas hasta 110 GHz. 2 cabezas de 110GHz hasta 170GHz, dos en el rango 140GHz a 220GHz y dos más de 220GHz a 330GHz.
  • Múltiples posicionadores: plano (x-z), cilíndrico (azimuth-z), esférico (roll-azimuth) y móvil, para realizar medidas de caracterización electromagnética y de campo de propagación en distintos entornos.
  • Sondas de medida: Conjunto de sondas para todo el rango de frecuencias (2GHz a 330GHz).
  • Cables de medida de alta frecuencia (integrados en los sistemas de la cámara) hasta los 67 GHz.
  • Mesa de puntas de RF con sistema de micro-posicionamiento, para medida in situ sin encapsulado.
  • Analizador de potencia modular con los siguientes módulos: módulo de medida de precisión a cuatro cuadrantes de 0 a 20-V y 1A; módulo de precisión de 0-20V y 50A (300W); módulo de altas prestaciones de 0-60V, 20A (300W); módulo de carga/descarga de baterías 0-8V de -2 a 3A (24W).
  • Sistema láser de precisión para marcado y elaboración de circuitos de RF sobre sustrato.
  • Sistema de prototipado PCB con tinta conductora.
  • Impresora 3D de estereolitografía de gran resolución en resina.
  • Sistema de metalizado para la elaboración de dispositivos de RF a partir de dispositivos impresos 3D.
  • Horno de soldadura para metalizado de vías y soldadura de componentes en circuitos de RF.
  • Componentes de RF para montaje y ensamblado de prototipos (circuitos de RF y dispositivos 3D).

 

Las líneas de investigación a las que el laboratorio presta servicio presentan además un claro interés social, dada la especial sensibilidad de la sociedad a los posibles efectos de la radiación de los sistemas de comunicación. La caracterización realizada en el laboratorio permite verificar las condiciones de funcionamiento de los dispositivos cumpliendo los niveles de seguridad, así como optimizar su configuración para funcionar con el menor nivel de emisión posible.

El laboratorio supone adicionalmente un polo de atracción de empresas del sector que ya utilizan las infraestructuras del laboratorio para caracterizar sus desarrollos y que está contribuyendo a la creación de tejido industrial en el entorno del laboratorio y del centro de investigación, fruto de dicha colaboración.

En este enlace se facilita información detallada de los servicios que presta el laboratorio.

Investigadores de la Unidad


Pablo Padilla De La Torre

Investigador principal de la unidad

https://swat.ugr.es/

pablopadilla@ugr.es

Researcher ID / ORCID

Sobre Pablo Padilla De La Torre

Pablo Padilla recibió el título de Ingeniero de Telecomunicación y Doctor Ingeniero de Telecomunicación en 2005 y 2009, respectivamente, ambos por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en España. Hasta septiembre de 2009, formó parte del Grupo de Radiación del Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones de la UPM, donde desarrolló su Tesis Doctoral. En 2007, fue investigador visitante en el Laboratorio de la Electromagnetismo y Acústica en la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Suiza. En 2009 realizó una estancia postdoctoral en la Universidad Tecnológica de Helsinki (actual Aalto University). En 2009 se incorporó como Profesor Ayudante Doctor al Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones de la Universidad de Granada (UGR). Desde 2012 es Profesor Titular de Universidad, y desde 2020 es director del Laboratorio Singular “SWT Lab” de la UGR. Su principal línea de investigación está relacionada con los sistemas de comunicación en microondas y milimétricas, enfocado al diseño y medición de dispositivos de radiofrecuencia y antenas, y caracterización de canales inalámbricos. Es autor de más de ochenta contribuciones a revistas de alto impacto y de un centenar de contribuciones a conferencias nacionales e internacionales. Es revisor frecuente de revistas como IEEE TAP, IEEE AWPL, IEEE APM, IEEE TWC o IEEE Access, entre otras revistas de alto impacto, así como revisor habitual de conferencias como EuCAP.


Juan Valenzuela Valdés

Investigador garante

Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones, UGR

juanvalenzuela@ugr.es

Researcher ID / Google Scholar / ORCID

Carlos Molero Jiménez

Investigador garante

https://swat.ugr.es/

cmoleroj@ugr.es

Researcher ID / ORCID

Principales contribuciones

Referencia bibliográfica de las principales contribuciones (2019-2022):

  • “Broken Glide-Symmetric Holey Structures for Bandgap Selection in Gap-Waveguide Technology”, P. Padilla, Á. Palomares, A. Alex, J. Valenzuela, J.M. Fernández y Oscar Quevedo, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2019.
  • “Analytical Approach of Director Tilting in Nematic Liquid Crystals for Electronically Tunable Devices”, A Alex, A Tamayo, A Palomares, J Fernández, P Padilla, J Valenzuela, A Palomares. IEEE Access. 2019.
  • “Compact and Low-Loss V-Band Waveguide Phase Shifter Based on Glide-Symmetric Pin Configuration”, A. Palomares-Caballero, A. Alex-Amor, P. Padilla, F. Luna, J. Valenzuela, IEEE Access, 2019.
  • “Dispersion and filtering properties of rectangular waveguides loaded with holey structures”, Á. Palomares-Caballero, A. Alex-Amor, P. Padilla, J.F. Valenzuela-Valdés, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2020.
  • “Low-loss reconfigurable phase shifter in gap-waveguide technology for mm-wave applications”, A. Palomares, A. Alex-Amor, P Escobedo, J. Valenzuela, P. Padilla, IEEE TCS II, 2020.
  • "Millimeter-wave 3-D-printed antenna array based on gap-waveguide technology and split E-plane waveguide", A Palomares, A Alex-Amor, J Valenzuela, P Padilla, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2020.
  • "Glide-symmetric metallic structures with elliptical holes for lens compression", A Alex-Amor, F Ghasemifard, G Valerio, M Ebrahimpouri, P Padilla, JM Fernandez, O Quevedo, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2020.
  • "Modular Design for a Stacked SIW Antenna Array at Ka-Band", C Segura-Gómez, Á Palomares-Caballero, A Alex-Amor, IEEE Access, 2020.
  • "Approaching the cell switch-off problem in 5G ultra-dense networks with dynamic multi-objective optimization", F. Luna, P. Zapata, J. Gonzalez, J. Valenzuela, Future Generation Computer Systems, 2020.
  • "Multilayer network optimization for 5G & 6G", A. Ramírez-Arroyo, P. Zapata-Cano, Á. Palomares, J. Carmona, F. Luna, J. Valenzuela, IEEE Access, 2020.
  • “Multilayer network optimization for 5G & 6G”, A. Ramírez-Arroyo, P.H. Zapata-Cano, Á. Palomares-Caballero, J. Carmona-Murillo, F. Luna-Valero, J.F. Valenzuela-Valdés, IEEE Access 8, 2020.
  • "Time-Gating Technique for Recreating Complex Scenarios in 5G Systems", A Ramírez-Arroyo, A Alex-Amor, C García-García, Á Palomares-Caballero, P. Padilla, J. Valenzuela, IEEE Access, 2020.
  • “Dispersion analysis of periodic structures in anisotropic media: Application to liquid crystals”, A. Alex-Amor, A. Palomares-Caballero, F. Mesa, O. Quevedo-Teruel, P. Padilla, IEEE Transactions on Antennas and Propagation 70 (4), 2021.
  • “Cross-polarization control in FSSs by means of an equivalent circuit approach”, C. Molero, A. Alex-Amor, F. Mesa, A. Palomares-Caballero, P. Padilla, IEEE Access 9, 2021.
  • “Metamaterial-based reconfigurable intelligent surface: 3D meta-atoms controlled by graphene structures”, C. Molero, Á. Palomares-Caballero, A. Alex-Amor, I. Parellada-Serrano, F. Gamiz, P. Padilla, J.F. Valenzuela-Valdés, IEEE Communications Magazine 59 (6), 2021.
  • “Exploring the potential of the multi-modal equivalent circuit approach for stacks of 2-d aperture arrays, A. Alex-Amor, F. Mesa, Á. Palomares-Caballero, C. Molero, P. Padilla, IEEE Transactions on Antennas and Propagation 69 (10), 2021.
  • “Holey SIW Horn Antenna Based on an H-plane Lens-wise Wavefront Collimation”, A. Biedma-Pérez, P. Padilla, C. Segura-Gómez, Á. Palomares-Caballero, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2022.
  • “Wideband Gap-Waveguide Phase Shifter Based on a Glide-Symmetric Ridge”, Á. Palomares-Caballero, C. Megías, C. Molero, A. Alex-Amor, P. Padilla, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2022.
  • “A 1-to-8 Fully Modular Stacked SIW Antenna Array for Millimeter-Wave Applications”, C. Segura-Gómez, Á. Palomares-Caballero, P. Padilla, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2022.