Contribución al análisis y diseño de circuitos de microondas y antenas mediante el método de elementos finitos y el uso de puertas no planas

Resumen

En esta tesis doctoral, se realiza en primer lugar una revisión de las características de las guías de onda integradas en sustrato y de la herramienta híbrida en la que se basa la tesis. A continuación, se presenta una formulación rápida y eficiente para el análisis y diseño de circuitos de microondas basados en guías integradas en sustrato. Esta formulación es ampliada para el análisis y diseño de agrupaciones de antenas alimentadas por guías integradas en sustrato. Finalmente, la formulación es modificada para obtener tiempos de iteración extremadamente bajos en un proceso de diseño completo. Esta nueva modificación se utiliza para realizar un proceso de optimización de una agrupación de antenas de ranura sobre guía integrada en sustrato a una frecuencia de operación de 17GHz. Dos de estos diseños optimizados son fabricados y experimentalmente caracterizados, con el fin de comprobar la capacidad de producir diseños reales de la formulación. Con esta nueva formulación, se realiza un estudio de antenas de parche situadas sobre cavidad metálica, con objetivo de establecer el menor número necesario de vías metalizadas para obtener un efecto de cavidad metálica tradicional. La formulación se utiliza también para realizar un proceso de diseño completo de un divisor de potencia de 1 a 4 sobre guía de onda integrada en sustrato. También se presenta la posibilidad de emplear la formulación desarrollada en otras tecnologías similares a la guía de onda. El trabajo se completa con un estudio de transiciones desde tecnología planar a guía de onda integrada en sustrato.