Eduardo Carrasco Yépez

Se centra en dos áreas principales:

• Antenas tipo reflectarray/transmitarray pasivas de banda ancha, de microondas a THz, y reconfigurables con control dinámico del haz, utilizando diversas tecnologías, entre las que destacan los diodos (PIN o varactores), los sistemas micro-electromecánicos (MEMS), el grafeno, el metal líquido (Galinstan) y el cristal líquido.

• Bioelectromagnetismo aplicado, incluyendo hipertermia por microondas para tratamiento de cáncer, así como la evaluación de la exposición a la radiación de los dispositivos inalámbricos portátiles, a frecuencias superiores a 6 GHz, con aplicación directa en la tecnología 5G. Saber mas

• J. Zang, Eduardo Carrasco, X. Wang, A. Alvarez-Melcon, J. S. Gomez-Diaz, “Analysis and Design of Reflectarray Antennas Based on Delay Lines: A Filter Perspective,” IEEE ACCESS, pp. 44947-44956, 2020.
• Daniel Martinez-de-Rioja, Rafael Florencio, Jose A. Encinar, Eduardo Carrasco, Rafael R. Boix, “Dual-Frequency Reflectarray Cell to Provide Opposite Phase Shift in Dual Circular Polarization With Application in Multibeam Satellite Antennas,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Lett., vol. 18, no. 8, pp. 1591-1595, Aug. 2019.
• Serge Pfeifer, Eduardo Carrasco, Pedro Crespo-Valero, Esra Neufeld, Sven Kühn, Theodoros Samaras, Andreas Christ, Myles H. Capstick, Niels Kuster, “Total Field Reconstruction in the Near-Field Using Pseudo-Vector E-Field Measurements”, IEEE Trans. On Electromagnetic Compatibility, vol. 61, no. 2, pp. 476-486, Apr. 2019.
• Esra Neufeld, Eduardo Carrasco, Manuel Murbach, Quirino Balzano, Andreas Christ, Niels Kuster, “Theoretical and Numerical Assessment of Maximally Allowable Power-Density Averaging Area for Conservative 5G Exposure Assessment”, Bioelectromagnetics, Wiley, pp. 617-630, December 2018.
• Eduardo Carrasco, Davide Colombi, Kenneth R. Foster, Marvin Ziskin, Quirino Balzano, “Exposure Assessment of Portable Wireless Devices above 6 GHz”, Radiation, Protection, Dosimetry, Oxford University Press, pp. 1-8, Oct. 2018.
• S. Dressel, M.-C. Gosselin, M. H. Capstick, E. Carrasco, M. S. Weyland, S. Scheidegger, E. Neufeld, N. Kuster, S. Bodis, C. Rohrer Bley, “Novel Hyperthermia Applicator System Allows Adaptive Treatment Planning: Preliminary Clinical Results in Tumour-Bearing Animals”, Veterinary and Comparative Oncology, Wiley, pp. 202-213, June 2018.
• Eduardo Carrasco, J. A. Encinar, “Reflectarray Antennas”, in book “Developments in Antenna Analysis and Design Reflectarray Antennas”, R. Mittra (Ed.) pp. 323-359, IET, 2018, ISBN: 978-1-78561-890-1.
• Daniel Headland, Tiaoming Niu, Eduardo Carrasco, Derek Abbott, Sharath Sriram, Madhu Bhaskaran, Christophe Fumeaux, Withawat Withayachumna, “Terahertz Reflectarrays and Nonuniform Metasurfaces”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 23, no. 4, July/August 2017.
• Daniel Headland, Eduardo Carrasco, Shruti Nirantar, Withawat Withayachumnankul, Philipp Gutruf, James Schwarz, Derek Abbott, Madhu Bhaskarani, Sharath Sriram, Julien Perruisseau-Carrier, Christophe Fumeaux, “Dielectric Resonator Reflectarray as High-Efficiency Nonuniform Terahertz Metasurface”, ACS Photonics, 3(6), pp. 1019-1026, May 2016.
• Eduardo Carrasco, Michele Tamagnone, Juan R. Mosig, Tony Low, Julien Perruisseau-Carrier “Gate-controlled mid-infrared light bending with aperiodic graphene nanoribbons array”, Nanotechnology, 2015 Mar 27; 26(13):134002.
• Eduardo Carrasco, Michele Tamagnone, Julien Perruisseau-Carrier, “Tunable Graphene Reflective Cells for THz Reflectarrays and Generalized Law of Reflection”, Applied Physics Letters, 102, 104103, 2013.
• Eduardo Carrasco, Julien Perruisseau-Carrier, “Reflectarray Antenna at Terahertz Using Graphene”, IEEE Antennas and Wireless Propag. Lett., vol. 12, pp. 253-256, 2013.
• Carolina Tienda, José A. Encinar, Manuel Arrebola, Mariano Barba and Eduardo Carrasco, “Design, Manufacturing and Test of a Dual-Reflectarray Antenna With Improved Bandwidth and Reduced Cross-Polarization”, IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol. 61, no. 3, pp. 1180-1190 March 2013.
• Eduardo Carrasco, Mariano Barba, José A. Encinar, “X-Band Reflectarray Antenna With Switching-Beam Using PIN Diodes and Gathered Elements”, IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol. 60, no. 12, pp. 5700-5708, December 2012.
• Eduardo Carrasco, Mariano Barba, Bruno Reig, Christel Dieppedale, José A. Encinar, “Characterization of a Reflectarray Gathered Element with Electronic Control Using Ohmic RF MEMS and Patches Aperture-Coupled to a Delay Line”, IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol. 60, no. 9, pp. 4190–4201, September 2012.
• Eduardo Carrasco; Manuel Arrebola, Mariano Barba, José A. Encinar, “Demonstration of a Shaped Beam Reflectarray Using Aperture-Coupled Delay Lines for LMDS Central Station Antenna”, IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol. 56, pp. 3103-3111, October 2008.
• Eduardo Carrasco, José A Encinar, Mariano Barba, “Bandwidth Improvement in Large Reflectarrays by Using True-Time Delay”, IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol. 56, pp. 2496-2503, August 2008.

Asignaturas

Participo como profesor en las siguientes asignatuas:

• Introducción al Análisis de Circuitos (IACR) – Coordinador.
• Circuitos de Alta Frecuencia (CAFR).
• Advanced Topics on Antenna Technologies (ATAT).
• RF Technologies (RFTC).

También participo en distintos proyectos de INNOVACIÓN EDUCATIVA.

PROYECTOS DE FIN DE GRADO/MÁSTER DIRIGIDOS.

• Santiago Spatola, “Time Modulated Reflectarray Antennas with Nonreciprocal Polarization Control​,” 2020. (Master of Science in Signal Theory and Communications​).
• Mario Serrano Berrueco, “Design and Evaluation of Reconfigurable Reflectarray Elements using Non-Toxic Liquid Metal,” 2020 (Máster Universitario en Tecnologías y Sistemas de Comunicaciones).
• Patricia Fratilescu, “Design and evaluation of an electronically beam-steering high gain confocal antenna at 100 GHz by means of liquid crystal technology.” 2020 (Master of Science in Signal Theory and Communications​, codirección con Prof. Gerardo Perez-Palomino).
• José Tomé Mayo, “Desarrollo de elementos para antenas tipo reflectarray con nuevas capacidades basadas en guías de onda integradas en sustrato (SIW),” 2019 (Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación).
• Rodrigo Ozores Benito, “Diseño de giradores de polarización en estructuras abiertas mediante circuitos equivalentes​,” 2019 (Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación. Ponente. Tutor: Prof. Gerardo Perez-Palomino).
• Ignacio Linares Torcal​, “Diseño de antenas reflectarray de polarización circular en banda Ka para comunicaciones de banda ancha vía satélite” 2018 (Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación. Ponente. Tutor: ​Prof. Eduardo María Martínez de Rioja del Nido, Universidad Rey Juan Carlos, Madrid). ​

Se han desarrollado distintas soluciones para reconfigurar o barrer el haz en banda X. Entre dichas soluciones se pueden nombrar los diodos PIN y los sistemas electromecánicos, mejor conocidos como MEMS (micro-electromechanical devices). En ambos casos se a trabajado en banda X, utilizando como celda unitaria una configuración de parche acoplado a través de una apertura a una línea microstrip de longitud variable. Al segmentar la línea de transmission en tramos discretos, unidos por un conmutador (diodo o MEMS), es possible variar la longitud eléctrica de la onda que se propaga y que se refleja al espacio libre con un retardo proporcional a la longitud de la línea microstrip. Una estrategia para reducir el número de elementos de control, y por lo tanto simplificar la fabricación y reducir el coste, consistió en unir dos elementos contiguos, de forma que se pudiesen controlar a través de la misma línea microstrip.
Si bien los MEMS ofrecen la ventaja de no demandar corriente para ser activados mediante un campo electrostático, al incluir elementos mecánicos sus prestaciones son aun limitadas, además que presentan mayores pérdidas que los diodos. El GEA tiene amplia experiencia en la caracterización de este tipo de elementos utilizando la técnica del simulador en guía de ondas, con resultados muy satisfactorios. Mediante dicha técnica se pueden caracterizar unos pocos elementos antes de construir una antena completa, permitiendo hacer mejoras a los modelos utilizados en simulación.

En el caso de una antenna completa, como prueba de concepto se diseñó, construyó y midió una antena con 244 elementos agrupados en 122 subarrays. El prototipo se construyó utilizando diodos PIN comerciales y se optimizó para conmutar entre 3 haces distintos haces, apuntando a +5º, 0 y +5º, en un plano con una inclinaciónde 18º. Debido a la forma en que se realizó el diseño, los haces simétricos se generan polarizando en directa únicamente la mitad de los diodos del reflectarray (52 diodos, ya que la columna tiene fases comunes para los 3 estados y no requiere diodos). El tercer haz se genera al retirar la tensión directa de todos los diodos.

También se cuenta con experiencia en el diseño de antenas con control electrónico del haz, desde Terahercios y hasta el Infrarojo medio, utilizando grafeno para implementar los elementos resonantes del array. Este material 2D presenta una conductividad superficial compleja a dichas frecuencias, permitiendo oscilaciones de plasmones de superficie, que se traducen en una reducción drástica del tamaño de los elementos resonantes, así como la posibilidad de modificar la conductividad del grafeno mediante la aplicación de una tensión DC. Esto permite por tanto modificar localmente la fase de la onda refljeada. De esta forma se pueden implementar antenas reconfigurables de bajo coste en dicha banda de frecuencias.

BIOELECTROMAGNETISMO APLICADO

En el campo del bioelectromagnetismo se trabaja en distintas estrategias
para elevar la temperatura de cierto tipo de tumores sin dañar tejido
circundante, hasta alcanzar un rango entre 41 y 45 grados Celsius. Dicha
terapia, conocida como hipertermia, es coadyuvante a las radio y
quimioterapias, habiéndose demostrado clínicamente que aumenta la
efectividad de éstas. En dicha línea se colabora principalmente con:

• Centro de Tecnología Biomédica de la UPM (Madrid, España).
• IT’IS Foundation (Zúrich, Suiza).
• Queen’s University (Kingston, Canada).
• Maryland’s University (College Park, MD, EEUU).