Tesis:
Enhanced substrate integrated waveguide slot arrays for radiofrequency worldwide coverage systems
- Autor: HERRERO SEBASTIÁN, Iván
- Título: Enhanced substrate integrated waveguide slot arrays for radiofrequency worldwide coverage systems
- Fecha: 2022
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S.I. Y SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN
- Departamentos: INGENIERIA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/70579/
- Director/a 1º: BENAVENTE PECES, César
- Resumen: In recent years, new telecommunication systems and services demand lighter and smaller antennas to improve its portability for mobile devices. Moreover, the research for technologies to make the antenna integration easier and cheaper is also on the edge of the science. Formerly, slot array antennas, implemented on waveguides, have been widely used. However, they are usually oriented to narrow-band services and the size of the waveguides is not meaningless, making this technology non-compatible with the new services which request wide-band, light and simple-to-manufacture antennas. In the last decade, Substrate Integrated Waveguide (SIW) technology has become very useful since it allows the implementation of typical waveguide circuits with other strip technologies on a thin substrate layer. During the thesis period, by using SIW technology, several techniques to achieve wideband and polarization diversity performances have been studied, designed, implemented and measured. Through these techniques, the usual narrowband and single-linear polarized slot arrays can be improved to present dual polarization (circular and linear) as well as enhanced bandwidth. Several antennas, which are capable to support new services such as 5G and massive Low-Earth-Orbit constellations (OneWeb, Space-X, Kuiper...), are designed, manufactured and measured. As a result, three new slot-arrays designing methods are achieved. First two antennas use two propagation modes, TE10 and TE20, to perform polarization diversity, both linear and circular. The third one presents a wide bandwidth alongside a new method to mitigate the mutual interference among slots and the correspondent beam-squint. ----------RESUMEN---------- En los últimos años, el avance de las telecomunicaciones demanda antenas cada vez más pequeñas para mejorar su portabilidad en dispositivos móviles. A su vez, la búsqueda de tecnologías que faciliten y abaraten la integración de la antena en dichos dispositivos sigue siendo un desafío. Convencionalmente, las antenas formadas por arrays de slots en guías de onda han sido muy usadas, sin embargo, suelen estar orientadas a servicios de banda estrecha y el tamaño de las guías de onda no es despreciable, haciéndolo incompatible con los nuevos servicios de cobertura global que requieren mayores anchos de banda y antenas ligeras y sencillas de fabricar. La fuerte irrupción en la última década de la tecnología Guía de Onda Integrada en Sustrato (Substrate Integrated Waveguide) permite integrar y compatibilizar los circuitos pasivos típicos de guías de onda con otras tecnologías strip impresas en piezas muy finas de sustrato. Haciendo uso de esta tecnología, en esta tesis se han estudiado, diseñado e implementado técnicas que convierten a los típicos arrays de slots, de banda estrecha y simple polarización lineal, en antenas con diversidad de polarización (Tanto lineal como circular) y moderados anchos de banda. De esta manera, se diseñan y fabrican varias antenas que serían compatibles con las tecnologías venideras, como son la quinta generación de redes móviles (5G) o las constelaciones masivas de satélites en órbita baja de la tierra (OneWeb, Space X, Kuiper...). Como resultado, se consiguen con éxito tres nuevos métodos de diseño de arrays de slots. Dos de ellos usan dos modos de propagación, TE\Q y TE2o, para conseguir diversidad de polarización tanto lineal como circular. El tercer array presenta un gran ancho de banda junto a un método para mitigar la interferencia entre slots y su correspondiente beam-squint.