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FRACTUSOptimised Antennasfor Wireless Devices

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FRACTUSOptimised Antennasfor Wireless Devices

ENISA - Empresa Nacional de Innovación UPV - Universidad Politécnica de Valencia

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índice

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1. introducción ........................................................................ 5

2. puntos de innovación .......................................................... 7


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introducción

La compañía Fractus representa a un modelo empresarial realmente innovadorno solo por sus avanzadas aplicaciones tecnológicas, sino por la forma deexplotarlas, tanto por la licencia directa de su tecnología y propiedad intelec-tual a grandes multinacionales tecnológicas como por la comercialización desus productos a través de grandes distribuidores internacionales. La suma delconocimiento y su protección por un lado, así como la capacidad tecnológicay su comercialización por otro, es la fórmula que resumiría la clave del éxitode esta empresa.

El portafolio de derechos de propiedad intelectual de Fractus consta de más de50 invenciones protegidas por más de 500 patentes y solicitudes de patenteen todo el mundo.

En el año 1999 Rubén Bonet, Carles Puente y la sociedad Sistemas RadiantesMoyano crearon Fractus como un spin off de la Universitat Politècnica deCatalunya (UPC). Al poco tiempo se incorporaron al proyecto los profesores delIESE Juan Roure y de la UPC Jordi Romeu, así como Ángel García también ensu condición de directivo en Fractus. Desde entonces, la tecnología de Fractus seha convertido en un referente mundial en la utilización de antenas en dispositi-vos de pequeño tamaño o espacio reducido para estas y antenas multibanda.

Fractus diseña, fabrica y licencia sus patentes de antenas optimizadas para dis-positivos móviles, tabletas, inalámbricos de corto alcance, automoción e infra-estructuras de telecomunicaciones. Mediante la aplicación de los principiosmatemáticos y científicos de los fractales al diseño de antenas ha conseguidoreducir su tamaño en los dispositivos móviles de telecomunicación, mejorandoademás sus prestaciones técnicas.

El éxito de esta empresa queda refrendado por los más de 25 millones de uni-dades vendidas en todo el mundo y la licencia de su tecnología a los princi-pales fabricantes mundiales de teléfonos móviles.

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puntos de innovación

Innovación en el modelo de negocio

La idea de negocio que tuvieron los fundadores de Fractus en 1999 les llevó apredecir que la aplicación de su tecnología en la industria de la telefonía móvil,que en aquella época todavía era muy incipiente y preliminar, sería cada vezmayor debido a la progresiva inclusión de nuevas funcionalidades en los dis-positivos y a la reducción del tamaño de los móviles. Es decir, fueron capacesde detectar que el teléfono móvil iba a ser un producto con un mayor númerode aplicaciones en una menor cantidad de espacio. Efectivamente, esta visiónse convirtió en negocio. Desde los inicios, a partir de tecnología GSM 900, seha ido pasando a la tecnología tribanda, tanto americana como europea, conla inclusión de WiFi, Bluetooth, GPS y acceso directo a Internet entre otros, con-firmándose la visión inicial realizada por el equipo fundador de Fractus.

Este proyecto empresarial ha sido posible gracias a la conjunción de variosaspectos. Por un lado la estrategia de financiación les ha permitido captar lainversión de más de 20 millones de euros por parte de diversas empresas decapital riesgo. Por otra parte, se ha realizado un proceso de internacionaliza-ción con la apertura de oficinas en Corea y Estados Unidos, así como con lapresencia de distribuidores y fabricantes en los cinco continentes, que ha lle-vado a que la mayor parte de su facturación proceda actualmente de las expor-taciones hacia mercados exteriores.

El tercer aspecto clave del éxito ha sido la inversión en I+D. Es de hecho unade las partidas más destacadas a la que destinan mayores esfuerzos inverso-res. Esto queda reflejado en las más de 500 patentes y solicitudes de patenteefectuadas en Europa, América y Asia. Es la segunda entidad española, solosuperada por el CSIC, que ha obtenido más patentes en el periodo 2004-2008presentadas en Estados Unidos.

Finalmente, la implementación de una estrategia de licencia de su tecnologíaa los fabricantes mundiales le ha permitido llevar su tecnología a la mayoría

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de dispositivos de telefonía móvil a nivel mundial teniendo entre sus licenciata-rios a los principales fabricantes de teléfonos móviles.

Con estas políticas, Fractus consiguió entrar en beneficios relevantes por primeravez en 2009, tras varios años de fuertes inversiones, al potenciar la estrategia ini-ciada en 2006 centrada en la venta de sus licencias. Esta actividad ha supuestoincrementar significativamente sus resultados situando la facturación a finales de2011 cerca de los 30 millones de euros ysobre 10 millones de euros de EBITDA.

Innovación en las alianzas estratégicasEl modelo de negocio de Fractus estábasado en la búsqueda permanente desocios-cliente en los que se puedan imple-mentar sus sistemas de antenas. Los fabri-cantes de terminales de telefonía móvil olas empresas que producen antenas baseson ejemplos de alianzas estratégicas queles ha permitido ir ganando mercados,generando nuevos conocimientos y detec-tando nuevas necesidades para las quetienen que mejorar o desarrollar nuevastecnologías.

La suma delconocimiento y

su protección porun lado, así como

la capacidadtecnológica y su

comercialización porotro, es la fórmula queresumiría la clave del

éxito de esta empresa

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La venta de licencias a la española TELNET para la fabricación y explotacióncomercial de las patentes desarrolladas por Fractus en el campo de las ante-nas de estación base es un ejemplo de estas alianzas como anteriormente lofue con la multinacional alemana SIEMENS y otras compañías de telecomuni-caciones referentes a nivel mundial. Además, los ingenieros de Fractus asistenal equipo de ingenieros de radiofrecuencia en el diseño de nuevos productosy en la mejora de los existentes, aportando su amplia experiencia en el desa-rrollo de soluciones para las estaciones base. Todos estos acuerdos garantizana los operadores de telefonía móvil la mejora de la línea genérica de antenasde nueva generación y de menor impacto visual.

Otro ejemplo es el acuerdo entre Ficosa y Fractus para el desarrollo de ante-nas para coches. El factor innovador de estas antenas consiste en el desarro-llo e instalación de una única antena que integra las comunicaciones de radio,telefonía y posicionamiento por satélite.

Fundada en 1949 en Barcelona, Ficosa Internacional, multinacional española deindustrias auxiliares de la automoción forma un entramado industrial especializado


en el desarrollo y fabricación de com-ponentes para la mayoría de los fabri-cantes mundiales del motor.

Dispone de una veintena de fábricasrepartidas en 18 países de Europa,América y Asia. El grupo, que da tra-bajo a 5.500 empleados, obtuvo elaño pasado una cifra de negocio con-solidado de 667 millones de euros.

Debido a las expectativas de negocioque ofrece este invento con la posibili-dad de instalar una única antena en elcoche que integra las comunicaciones,Fractus ha buscado al socio estratégicoidóneo, Ficosa Internacional, para

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desarrollarlo con el que ha constituidola sociedad Advanced AutomotiveAntenas (A3). La joint venture afirmaque empiezan a recibir los primerosencargos provenientes de cinco clien-tes interesados en incorporar las ante-nas fractales en sus nuevos vehículos,algo que pone de manifiesto la granaceptación que han tenido este inventopor parte de los fabricantes de automó-viles. Para A3, las antenas fractales sonmuy ventajosas ya que al integrarsedentro de los embellecedores o de losretrovisores interiores del vehículo seconsigue suprimir los adornos externosy de esta forma se mejora la estética y


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la aerodinámica del automóvil.También se evita perforar la estructuradel vehículo facilitando su montaje.

Innovación tecnológica enla mejora de procesosde comunicaciónLa mejora del proceso en Fractus resi-de en la relación entre la geometríafractal y las longitudes de onda de lasantenas y las radiofrecuencias quepermiten manejar.

Entre las particularidades que másresaltan en la geometría fractal, encon-tramos la autosimilitud. A grandes

rasgos, consideramos que un objetoes autosimilar cuando está compuestopor diversas copias de sí mismo enuna multitud de escalas diferentes. Porlo tanto, los fractales son objetos enlos que el todo y cada una de sus par-tes tienen la misma forma. Cuandodividimos un fractal en pequeños tro-zos, cada uno de estos trozos contie-ne una infinidad de copias del fractaloriginal, pero a tamaños reducidos.

El diseño de antenas multifrecuencia, esdecir, de antenas que trabajan a diver-sas longitudes de onda o a diversasbandas, ha sido siempre problemático.


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La limitación principal está en que el funcionamiento de una antena dependedirectamente de la relación entre su tamaño, y el tamaño de la longitud deonda de trabajo. Normalmente la mayoría de antenas se diseñan de maneraque su tamaño total sea del orden de media longitud de onda. El problema detrabajar a diversas longitudes de onda a la vez, reside, por lo tanto, en que laantena tendría que ser capaz también de tener diversos tamañossimuItáneamente. Desde el punto de vista de la geometría clásica, no es fácilimaginar un objeto que mantenga la misma forma a diversos tamaños, y es eneste sentido en el que los fractales ofrecen una infinidad de posibilidades en eldiseño de antenas. El equipo de la UPC promotor de Fractus fue el primero endemostrar que antenas con una forma fractal autosimiIar ideal, presentan exac-tamente el mismo comportamiento en un conjunto arbitrariamente grande delongitudes de onda (es decir, el mismo comportamiento en diversas bandas ofrecuencias). También fue el primero en construir una antena fractal real quemantuviera el mismo comportamiento a diversas frecuencias.

Este hecho abre toda una serie de perspectivas de nuevas aplicaciones en elámbito de las telecomunicaciones y las tecnologías de la información. Los dife-rentes sistemas de telecomunicación (radio, televisión terrestre, televisión víasatélite, telefonía móvil , sistemas GPS) suelen operar en diversas bandas fre-cuenciales para no interferirse mutuamente. Esto hace que utilizando la tecno-logía de antenas convencional, nos veamos obligados a utilizar una antenadiferente para cada servicio a cada frecuencia. Sin ir más lejos, sólo en elámbito de la telefonía móvil, debido al creciente número de usuarios del siste-ma GSM, los operadores se han visto obligados a dar servicio dentro de labanda de DCS y UMTS, por lo que nos encontramos actualmente con variasbandas de frecuencia diferentes operando simultáneamente, una para al siste-ma GSM, otra para DCS y otra para UMTS. Este último sistema comienza aimplantarse actualmente y el hecho de que trabaje a una banda diferente quela del sistema antiguo hace que sea necesaria la implantación de una infraes-tructura de antenas totalmente nueva, a menos que se disponga de antenas mul-tibanda que operen simultáneamente a ambas bandas de frecuencia. El costede la implantación de una nueva red de antenas es alto, tanto desde el puntode vista económico, como desde el punto de vista urbanístico, paisajista ymedioambiental. Es en este sentido en el que las antenas Fractus comienzan aaportar las primeras soluciones en este campo, ya que la tecnología fractal per-mite, en determinados casos, utilizar una única antena en lugar de dos.


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El valor añadido de lasantenas de Fractus resi-de en desarrollar susaplicaciones en diferen-tes necesidades y contro-lar que mejora las cali-dades de los sistemas delos competidores.

El diseño de antenas mul-tibanda para dispositivosmóviles es el valor estraté-gico de esta empresa, yaque las comunicaciones inalámbricas se han

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convertido en un campode batalla en el merca-do debido a las mejo-ras en eficiencia y prac-ticidad.

Consecuentemente parala elección de una ante-na multibanda se damucha importancia altamaño, la velocidad yla capacidad. Existeuna gran cantidad decompetencia para dichaelección, por lo que es

necesario realizar cam-bios permanentementetanto en la fabricacióncomo en el diseño.

Fractus fabrica tantoantenas estándar comopersonalizadas a lasnecesidades del cliente.Para garantizar lasmejores prestacionesesta empresa aplica suprograma de calidad,The Fractus Total QualityFramework, y asegura


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que en cada fase del ciclo de vida delproducto se monitoriza el proceso deforma pormenorizada para garanti-zar las entregas con los volúmenes ylos estándares de calidad demanda-dos. Los procesos se acuerdan indivi-dualmente para asegurarse que laestructura de Fractus se adapta a lasnecesidades del cliente. Formal pro-cess driving quality, cost reduction,product performance.

Fractus dispone de equipamientos demedida y control de calidad de las

antenas que fabrica a medidapara sus clientes ofreciendo suexperiencia tanto en el diseño delas antenas, como en el desarrolloe integración en otros sistemas, yen la fabricación y lanzamiento.La atención al cliente llega desdela asignación de un director deproyecto a cada cliente a lo largode todo el proceso hasta el lanza-miento y apoyando técnicamentesu introducción en el mercado.

Innovación por la identificaciónde los atributos clave del produc-to. La clave de esta innovación seencuentra en la tecnología fractal,que se inspira en las formasgeométricas que toma la natura-leza. Una única antena fractalsustituye a todo un conjunto deantenas convencionales. Los frac-tales son formas geométricas quese subdividen en infinitas partes,cada una de las cuales constituye

una copia reducida de la forma origi-nal. Estas estructuras se encuentran enla naturaleza, ya sea en el desarrollode las plantas, la estructura de losminerales o la formación de nieve.Sus fundamentos matemáticos se hanutilizado como modelo en el desarro-llo de aplicaciones en campos tandiversos como la industria química, labiotecnológica o la informática. De laaplicación de esta técnica, resultanantenas multibanda que permiten inte-grar en una única estructura la recep-ción de radio, la telefonía móvil de


segunda y tercera generación(GSM900, GSM1800, PCS1900 yUMTS), además de los últimos siste-mas de posicionamiento por satéliteGPS y Galileo que cada vez incorpo-ran más fabricantes de automóviles.

Todo dispositivo inalámbrico requiereuna antena para la transmisión y/orecepción de señales. Esas antenasson tomadas como referencia para elrendimiento y el buen funcionamientode cualquier sistema, para lo cual seestudian tres grandes áreas que son:reducción de tamaño, banda extendi-da o funcionamiento multibanda y elcontrol de adopción del modelo.

De acuerdo a las modificaciones quesufren los sistemas inalámbricos, eltamaño de las antenas se ve directa-mente afectado, debido a que sureducción puede generar problemasde eficiencia y de empeoramiento delsistema. Además, actualmente estasdeben soportar mayor tráfico de ser-vicios inalámbricos por un ancho debanda o rango de frecuencia. Portanto, son necesario nuevos y com-pactos diseños de antenas multiban-da y ancho de banda extendido conmayor eficiencia, ya que los serviciosmóviles cada vez más tienen mayoresaplicaciones de voz y datos. Inclusola ampliación en cobertura hacenecesario una continua mejora. Porotra parte, hay parámetros de los cua-les depende el buen funcionamientode una antena y dentro de ellos está

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Fractus fue la primeraempresa en construir

una antena fractal realque mantuviera el

mismo comportamientoa diversas frecuencias

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la mejora en prestacio-nes, tamaño y costo. Así,aspectos como la resisten-cia mecánica, los nivelesde energía electromagné-tica absorbida por elusuario, la necesidad demantener las prestacionescon un mínimo consumode potencia o sencilla-mente aspectos formalesque faciliten el diseñomás atractivo de los termi-nales de los clientes sonlos puntos clave.

Las diferentes líneas deproducto de Fractus, sean

antenas base, móviles o de corto alacance, están basadas en varias familiasde patentes.

Aunque la primera patente de 1995 estaba basada en un diseño fractal, lassucesivas mejoras y aplicaciones se han ido materializando en 50 grupos quealcanzan las 500 patentes que se resumen en los siguientes apartados:

Características del diseño geométrico para antenas multibanda mínimas.

>Antenas base

>Antenas planas

>Antenas para coches

>Antenas planas combinadas con dispositivos manuales

>Miniaturización de antenas.

>Paquetes de chips semiconductores para aplicaciones inalámbricas

>Aplicaciones de dispositivos de identificación de radiofrecuencias (RFID)

>Aplicaciones de antenas para la defensa.



De esta forma, sus patentes se aplican en tres líneas deproductos:

>El primer grupo son los dispositivos móviles demano, que van desde los teléfonos móviles en todassus configuraciones: de barra, plegables, deslizan-tes, videoconsolas o televisiones móviles.

>El segundo grupo son las antenas de alcancecorto principalmente para aplicaciones bluetooth yGPS.

>El tercer grupo son las antenas de base para tele-fonía móvil.

La permanente búsqueda de mejoras en las presta-ciones de los dispositivosde Fractus ha ido vincula-do a la idea de negocio yal servicio asociado a él.La forma de promocionarlas mejoras tecnológicas,la constante protecciónindustrial y la exhaustivadocumentación técnicaque se da al cliente, sonalgunos ejemplos decómo el servicio es unvalor de innovación paraesta empresa.

Fractus ha mantenido con-tactos con casi todos losfabricantes mundiales determinales inalámbricosmostrando su tecnologíarevolucionaria que per-mitía reducir el tamaño delas antenas con elevadasprestaciones y utilizarlas

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Fractus fueincluida en 2006

en el rankingde las 100

empresasprivadas más

innovadoras enEuropa y Oriente

Medio de laprestigiosa guía

Red Herring



para múltiples aplicaciones dando solución a varios de los problemas de estascompañías.

Las grandes ventajas de esta tecnología conllevo que fuera adoptaba por ungran número de compañías alcanzando acuerdos con muchos fabricantes determinales móviles, aunque en algunos casos, se ha visto obligada a tomarmedidas legales relacionadas con el posible uso ilícito de su tecnología por ter-ceras compañías. De hecho, recientemente ganaron un juicio en Texas aSamsung que ha sido sentenciado al pago de 23 millones USD.

La garantía que obtiene el cliente con la protección industrial de la aplicaciónque está incorporando se explica detalladamente en la documentación técnicade cada dispositivo.

El manual de uso incluye una descripción técnica de la antena, sus prestacio-nes eléctricas y su modo de evaluarlas, y las prestaciones mecánicas, que inclu-yen las especificaciones técnicas que incluyen los procesos de ensamblaje yenvasado.

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Innovación en la creación de marcaLa marca Fractus está compuesta por tres elementos claramente diferenciados. Sudenominación, Fractus, hace una clara referencia a la tecnología desarrolladainspirada en este principio matemático. El nombre se refuerza con la imagen delcírculo azul con los triángulos inscritos, utilizando los colores complementarios:azul para el círculo, símbolo de la expansión de las ondas, y el amarillo de loscircuitos impresos. Los triángulos están dispuestos en crecimiento sucesivo, oautosímiles, siguiendo la geometría fractal. El tercer elemento es el lema que acla-ra la finalidad de la empresa: optimizar las antenas para dispositivos móviles.

La teoría de la geometría fractal fue desarrollada hacia finales de los años 70,principalmente gracias a las contribuciones del profesor Benoit B. Mandelbrot.En su famoso libro La Geometría Fractal de la Naturaleza, Mandelbrot des-cribía geométricamente una serie objetos que bautizó con el nombre de frac-tales y que a menudo huían de los tradicionales principios matemáticos de lageometría Euclídea, geometría que es la base de les ciencias matemáticasdesde la época de los griegos hasta la actualidad. Las particulares propieda-des geométricas de los fractales se encuentran entre las formas más comunesen la naturaleza. Los ríos, las costas, las nubes, las montañas, las coliflores, asícomo la distribución de capilares en el cuerpo humano son algunos de losejemplos típicos de formas naturales de las cuales encontramos su marco des-criptivo idóneo en la teoría fractal.

Esta geometría no convencional no solo era una imagen novedosa, sino quefue la inspiración tecnológica para subdividir las antenas convencionales enpequeñas antenas de formas similares pero reducidas proporcionalmente.

La aplicación a todos los componentes se ha realizado de manera que queda bienclaro quién es el fabricante, otorgando el certificado de calidad por la propiamarca. Esta estrategia queda respaldada por la exhaustiva información técnica quese ofrece con cada producto desde los folletos a la página web de la empresa.

La mejor experiencia que puede transmitir un consumidor es su satisfacción ypor esta razón, las más de 30 millones de unidades vendidas significan otrostantos millones de clientes satisfechos que han apreciado las mejoras en pres-taciones, servicio y apariencia que aportan los dispositivos de Fractus.

Clientes como Apple, Samsung, LG, RIM, Sharp, HTC o Motorola, reciente-mente comprada por Google, son algunos de los que han confiado en la tec-nología de Fractus.

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Además, esta empresa lleva una tra-yectoria a nivel internacional en elreconocimiento de sus avances. En2005 fue considerada empresa pio-nera tecnológica en el Foro deEconomía Mundial de Davos.

Como resultado del impacto de la tec-nología de Fractus en la industria glo-bal de las telecomunicaciones, fueincluida en 2006 en el ranking de las100 empresas privadas más innova-doras en Europa y Oriente Medio dela prestigiosa guía Red Herring.

Red Herring es una empresa de comu-nicación global especializada eninnovación tecnológica. Se encargade poner en contacto a los mejores

innovadores tecnológicos del mundocon los inversores de capital riesgo yempresarios a través de varios forumscomo la revista de innovación con elmismo nombre, el boletín diarioonline, los boletines tecnológicos y laorganización de eventos y premiospor todo el mundo. Red Herring pro-porciona un acceso directo a la eco-nomía global de la innovación, iden-tificando las tecnologías emergentesque van a dirigir la economía.

En 2010 Fractus recibió el PremioNacional de Comunicación, en lacategoría de telecomunicaciones,otorgado por la Generalitat deCatalunya.


ENISA - Empresa Nacional de Innovación UPV - Universidad Politécnica de Valencia

Los casos de éxito empresarial que se pre-sentan en esta colección de cuadernilloscorresponden a empresas financiadas porENISA en los últimos años.La selección se ha realizado de acuerdo adiferentes criterios: En primer lugar, lasempresas elegidas están en activo. Ensegundo lugar, hemos seleccionado empre-sas con planteamientos innovadores en suconcepción y desarrollo de negocio y quehan realizado una importante inversión enel diseño de su marca, sus productos y suselementos de comunicación. En tercerlugar, el conjunto de las actuaciones tantoen las estrategias de innovación como en elcampo del diseño de la empresa se estimade calidad suficiente como para considerar-se modélica o ejemplificadora. Por últimose ha pretendido que las empresas seanrepresentativas de la mayor parte de lageografía española y de diferentes activida-des industriales y servicios.Con estos casos se trata, en definitiva, detransmitir motivación por la innovación que,apoyada en el diseño, permite ser recono-cida por la sociedad y por los mercadosdonde las empresas operan.

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