Irina Khromova

Irina Khromova, doctora en Ciencias Físicas y Matemáticas y doctora en Tecnología de Comunicaciones, ha investigado en su tesis doctoral cómo utilizar la tecnología EBG (Electromagnetic Band Gap o Brecha de Banda Electromagnética) para diseñar diferentes dispositivos de la banda de microondas y terahercios como resonadores, guías de onda e incluso antenas de bocina, así como dispositivos basados en la citada tecnología. Entre los resultados de su investigación, ha diseñado y fabricado un nuevo tipo de antena de bocina y un mezclador sub-harmónico de frecuencias.

“El objetivo del trabajo era demostrar que los defectos de periodicidad simple o complejos en las estructuras EBG pueden funcionar como resonadores u otros dispositivos” señala la autora de la tesis. Además, ha investigado también la relación de esos defectos con propiedades electromagnéticas y ha desarrollado, diseñado, fabricado y medido los citados dispositivos de microondas y terahercios; en concreto, antenas de bocina, guías de onda, filtros y mezcladores de frecuencia basados en las estructuras EBG.

Las estructuras EBG o PBG (Photonic Band Gap) provienen del campo de la óptica, y proporcionan rechazo en unas bandas de frecuencia determinadas. Estas estructuras son, esencialmente, una distribución espacial periódica de diferentes materiales dieléctricos, materiales que no conducen la electricidad. “Si un cristal fotónico (estructura EBG) tiene un defecto de periodicidad, es posible que la onda electromagnética pueda ser atrapada dentro de ese defecto —indica Irina Khromova—. En la tesis he aprovechado esa peculiaridad para diseñar diferentes dispositivos y conceptos de dispositivos basados en material dieléctrico, mientras que en la tecnología convencional se utilizan metales”.

Entre las aplicaciones más importantes de los terahercios se encuentran diversos ámbitos de la medicina, seguridad y astronomía submilimétrica, pero también tiene aplicación en física, biología, química, tecnología, etc.

Un nuevo tipo de antena de bocina

Alguno de los resultados de esta investigación han sido el diseño y fabricación de una guía de ondas dieléctrica, con características competitivas y buen acoplo a las guías de onda metálicas estándares: “De la misma manera que canalizamos el agua por una tubería, si queremos guiar la señal electromagnética sin que se escape, tenemos que crear esas “paredes electromagnéticas”. Lo conseguimos con metal (tecnología convencional) o a través de estructuras EBG para reflejar las ondas electromagnéticas y evitar que se escapen de la guía de ondas”, explica.

Asimismo, ha diseñado y fabricado un nuevo tipo de antena de bocina y un mezclador sub-harmónico de frecuencias basado en tecnología EBG. “Grosso modo, podemos comparar la antena de bocina con el megáfono: lo que hace la bocina es enviar la radiación en una dirección específica. La radiación electromagnética se amplifica, porque en lugar de ser radiadas en todas direcciones (como la voz cuando hablamos), conseguimos que todas las ondas se radien en la misma dirección, como cuando amplificamos la voz al hablar a través de un megáfono” Las antenas de bocina se fabrican normalmente de metal, pero en esta tesis se propone una manera distinta de diseñar y fabricarlas utilizando tecnología EBG. En cuanto al mezclador sub-harmónico, es un dispositivo “que aprovecha la banda permitida de la estructura EBG y también su banda “prohibida”, lo que permite propagar ciertas ondas electromagnéticas por la estructura e impide que, en el mismo dispositivo se propaguen otras”.

Según explica, “en los últimos años la tecnología de fabricación de estructuras EBG ha avanzado mucho y eso nos permite pensar que puede y tiene que ser considerada como alternativa a las tecnologías convencionales para ciertas aplicaciones, sobre todo en la banda de frecuencia de terahercios”.

Su tesis doctoral, “Microwave devices based on EBG structure with defects”, ha sido dirigida por los profesores Iñigo Ederra Urzainqui y Ramón Gonzalo García, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, y ha obtenido la calificación de sobresaliente cum laude. Los resultados del trabajo han sido publicados en 4 artículos en revistas científicas y presentados en 11 congresos internacionales.

Irina Khromova se licenció en Física, con matrícula de honor, en la Universidad Estatal de Saratov (Rusia) en 2005 y tres años después leyó en dicha universidad su primera tesis doctoral. Tras cursar en la UPNA el master en Telecomunicaciones (2008), con su segunda tesis ha obtenido ahora el título de doctora en Tecnología de Comunicaciones. En los últimos diez años ha trabajado en diferentes centros científicos y diversas áreas (astrofísica, óptica y fotónica, electromagnetismo, etc.). Ha realizado estancias en el Instituto Helmholtz (Alemania), en la Universidad Macquarie (Australia), Universidad Técnica de Eindhoven (Holanda) y Universidad Estatal Técnica de Saratov (Rusia). Desde el año 2007 pertenece al Grupo de Antenas de la UPNA, centro en el que también imparte docencia. Es autora de 16 artículos en revistas científicas y de 41 contribuciones a congresos y conferencias de ámbito nacional e internacional. Además, es revisora de artículos en las publicaciones Optics Communications, Optics Express y PIER.