In this paper, a Software Defined Radio (SDR) array is presented. The elements of the array are dual-polarized low profile antennas with a large bandwidth and radiation pattern stability. The antennas are open-cavities with 4 feeding points and a single-layer metallic lens paralel to the cavity. A linear array of 4 elements is proposed, which would allow a total of 16 independent beams. It is
... [Show full abstract] shown that it is possible to design dual antennas in polarization, with large bandwidth and antenna arrays with pointing capability Index Terms Low profile, rectangular aperture, metallic lens, High Directivity, SDR system, MiMo, Array Antenna I. INTRODUCCI´ONINTRODUCCI´ INTRODUCCI´ON Los nuevos sistemas de comunicaciones inalámbricas 5G van a demandar capacidades de comunicaciones masivas. Nu-merosos informes muestran la creciente demanda de servicios multimedia de banda ancha y el tráfico asociado por año [1] [2] [3]. Los usuarios van a exigir conectividad total y en todas partes. Se afirma que el número de dispositivos en una década podría alcanzar las decenas o incluso los cientos de billones, impulsando las nuevas aplicaciones que se extienden más allá de las comunicaciones personales e incluyen las comunicaciones con dispositivos denominados IoT (Internet of Things) [4] [5]. Desde el punto de vista del sistema se requiren sistemas radiantes para estaciones base, con capacidades de comuni-caciones masivas para los sistemas denominados "Massive MIMO" tanto en las bandas hasta 6GHz como en las bandas de milimétricas. El objetivo de la presente comunicación es demostrar un estudio de viabilidad de una celda unidad para estación base en las banda de 3.4 a 6 GHz, dual en polarización y con la posibilidad de tener hasta 4 modos de radiación ortogonales. Dicha antena se integrará en una agrupación lineal de 8 antenas iguales. La configuración de la antena Multimodo se propone en la Fig.1. La antena consta de una cavidad rectangular abierta con cuatro puntos de alimentación. Sobre la cavidad se sitúa una lente metálica de una capa, cuya función es aumentar la directividad del sistema y evitar el acoplo mutuo con las antenas adyacentes del array. Inicial-mente se plantea una geometría circular para la lente, aunque se optimizará para una geometría rectangular. La configuración permite obtener hasta cuatro haces or-togonales apuntando en diferentes direcciones, dos de ellos con polarización lineal vertical y otros dos con polarización Fig. 1. Geometría de la antena propuesta: (a) Vista frontal de la lente metálica (b) Vista lateral de la antena propuesta y (c) Vista en 3D de la cavidad rectangular lineal horizontal. También cabría la posibilidad de obtener polarizaciones circulares. Cada elemento de la agrupación se conectará a un sistema de Software Definido por Radio (SDR). El sistema elegido de Analog Devices se basa en el chip ADS9361. Se trata de un sistema Transmisor-Receptor que opera entre 70 MHz y 6 GHz, con un ancho de banda controlable entre 200 KHz y 56 MHz. II. DISE˜NODISE˜ DISE˜NO DE LA ANTENA La antena ha sido diseñada a partir del concepto presentado en [6], haciendo una variación de una cavidad abierta circular a rectangular. La antena propuesta tiene cuatro puntos de alimentación en modo capacitivo. Los parámetros de diseño de la antena se muestran en la Fig.1. El elemento de alimentación es una cavidad cuadrada que ha sido optimizada para tra-bajar entre el rango de 3 GHz a 6 GHz, sus dimensiones son: W =64mm, w 1 =6mm, w 2 =9mm, w 3 =1.9mm L=64mm, l 2 =20mm, l 3 =8mm, h=15mm, h 2 =0.6mm. Sobre la antena se sitúa una lente metálica de 1 capa, la lenta está colocada a una distancia f = 17 mm en el eje z. La lente ha sido diseñada usando la propuesta presentada en [7], las dimensiones opti-mizadas son: D i = 87.16 mm (diámetro interno lente), D l = 170.60 mm (diámetro externo lente), P 1 = 112.50 mm y P 2 = 75 mm (perímetros de la cavidades internas de la lente). Se puede observar que se trata de una antena plana de bajo perfil, con una distancia de separación aproximada de 1/4 de