Diseño de giradores de polarización en estructuras abiertas mediante circuitos equivalentes

Ozores Benito, Rodrigo (2019). Diseño de giradores de polarización en estructuras abiertas mediante circuitos equivalentes. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Diseño de giradores de polarización en estructuras abiertas mediante circuitos equivalentes
Author/s:
  • Ozores Benito, Rodrigo
Contributor/s:
  • Pérez Palomino, Gerardo
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Date: 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Girador de 90º, estructuras periódicas abiertas, polarización, campo eléctrico, modos de campo, equivalente circuital, circuito bi-modo, parámetros concentrados, modo reflexión, modo transmisión
Faculty: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Department: Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este trabajo se enmarca en el desarrollo de dispositivos de microondas para aplicaciones de comunicaciones en tierra o embarcados, y más concretamente, en el diseño de uno de los elementos de control de polarización que pueden formar parte del sistema radiante: el girador de polarización. El proyecto se centra en el desarrollo de giradores de polarización de 90º en estructuras periódicas planares (EPP), cuyo proceso consta de: (1) implementación de herramienta de análisis basada en circuitos equivalentes, (2) elaboración de herramienta de diseño basada en teoría de circuitos, (3) diseño de diversos dispositivos a nivel circuital y (4) validación a nivel electromagnético de los dispositivos. En el proyecto se ha propuesto el diseño de giradores para los dos modos de funcionamiento: reflexión y transmisión, y para cada uno de ellos, se ha descrito el proceso seguido a fin de obtener un rendimiento apropiado traducido en dos parámetros: nivel de contrapolar XP (o pureza de giro) y ancho de banda. El uso del circuito equivalente como herramienta de diseño, unida en etapas finales a la de un simulador electromagnético, es bien conocido por sus ventajas, especialmente en versatilidad y eficiencia. Generalmente para diseñar los giradores objeto de este trabajo, se suelen emplear dos circuitos monomodo diferentes (uno para cada modo y polarización del campo) que deben cumplir ciertas condiciones por separado y en conjunto. En este trabajo, se ha usado otro enfoque diferente, que consiste en el uso de un nuevo tipo de circuito equivalente a los usados tradicionalmente, y que considera ambos modos (y por tanto ambas polarizaciones) a la vez. Esta estrategia, permite un proceso de diseño basado en un único circuito que tiene la gran ventaja de que admite una síntesis canónica para realizar dispositivos en reflexión y transmisión compuestos por un número arbitrario de capas y para unas especificaciones predefinidas, lo que, a su vez, permite mejorar las prestaciones obtenidas respecto a las del otro enfoque. A lo largo del proyecto, se ha propuesto y validado el circuito, se ha desarrollado la herramienta de análisis multicapa con el mismo, y se han analizado circuitalmente las respuestas de diferentes tipos de geometrías EPP que posteriormente se usan en el diseño de los giradores. Para el proceso de diseño, se han descrito las estrategias de síntesis y se han realizado varios diseños demostrativos sobre el vacío (dada su simplicidad circuital) para, posteriormente, realizar diseños más fácilmente construibles sobre substrato dieléctrico. Aunque el circuito y los diseños son válidos para incidencia normal, puede ser de utilidad de cara a obtener dispositivos optimizados para cada ángulo de incidencia, lo que también se abordará en el proyecto. En el caso de reflexión, se ha conseguido un diseño monocapa sobre substrato real que consigue un nivel de XP mejor de 20 dB en un ancho de banda desde 19 a 32 GHz (48 %), mientras que en transmisión, con 3 capas, se ha conseguido un nivel de XP mejor de 30 dB en una banda de 28.5 a 31.5 GHz (10 %).

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Item ID: 55785
DC Identifier: http://oa.upm.es/55785/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:55785
Deposited by: Biblioteca ETSI Telecomunicación
Deposited on: 10 Jul 2019 12:07
Last Modified: 09 Sep 2019 07:15
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