Diseño de celdas metamateriales usando tecnología monolítica multicapas

Abstract

Castellano: En este trabajo se estudia e investiga el diseño de celdas metamateriales en un sustrato multicapa monolítico, tal y como ya sugiere el título. El objetivo es usar un sustrato con Benzocyclbutene (BCB) como dieléctrico. Dicho sustrato y su proceso de fabricación permiten la elaboración de capas delgadas y pequeñas metalizaciones, es por eso que se pretende diseñar celdas metamateriales de alta frecuencia, para frecuencias del orden de 20~30GHz. En el capítulo 1 se introducen los conceptos básicos sobre las líneas de transmisión convencionales y se define e introduce el concepto de metamaterial. También se plantea ya el concepto de Composite Right / Left Handed (CRLH) para explicar la naturaleza de las líneas de transmisión metamaterial. En el capítulo 2 se presenta la teoría existente sobre las líneas metamateriales CRLH. Se presenta el modelo equivalente de las celdas y se teoriza sobre su comportamiento en forma de red periódica. También se presentan distintas formas de celdas metamaterial en función de su modelo eléctrico. Finalmente se exponen posibles aplicaciones de las líneas CRLH. El capítulo 3 se centra en las posibles formas de implementar una celda metamaterial según la tecnología que se use. Es este apartado se presentan las formas ya existentes más representativas y se plantea la metodología de diseño para obtener la celda deseada para cada caso. Se presentan celdas metamateriales existentes en la literatura de varias tecnologías distintas, usado elementos concentrados, implementaciones en microcinta, en distintas formas de stripline y usando anillos resonadores. El objetivo de esta parte es establecer métodos de diseño de distintas formas de celda con distintas tecnologías para posteriormente indagar en qué tipo de estructuras se pueden realizar con el sustrato utilizado en este trabajo. El capítulo 4 presenta el sustrato a utilizar y las distintas tentativas trabajadas para realizar celdas metamateriales. Se plantean distintas opciones así como implementaciones en microcinta, stripline y líneas coplanares entre otras. Se presentan las dificultades y limitaciones que presenta cada una, para terminar con la celda en forma X, como la única opción de entre las planteadas que finalmente presenta un buen comportamiento en las simulaciones. Finalmente en el último capítulo se condensan los peros y contras de cada opción trabajada para establecer conclusiones y posibles lineas futuras.