Diseño, implementación y caracterización de híbrido de 180 uniplanar multimodal

Abstract

El desarrollo de este proyecto se ha llevado a cabo en el “Grupo de sistemas, dispositivos y materiales de RF y microondas” del departamento de Teoría de la señal y comunicaciones (TSC) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB) perteneciente a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) en el periodo Febrero – Noviembre 2008. Este PFC se enmarca dentro del estudio que el grupo está realizando para la utilización de la tecnología uniplanar en forma multimodal para la implementación alternativa de circuitos típicos de microondas. En concreto, se centra en la utilización de esta tecnología para el diseño de un híbrido de 180° en diferentes bandas de frecuencia. Para el estudio de las estructuras propuestas en este proyecto, se parte de los modelos multimodales propuestos en la tesis “Modelatge multimodal de transicions i asimetries en guies d’ones coplanars” de Miquel Ribó I Pal y de un primer diseño en banda K presentado en [1]. El uso multimodal de la tecnología uniplanar se basa en la utilización combinada de los diferentes modos que pueden ser propagados por las diferentes líneas uniplanares como son la línea Coplanar Waveguide (CPW) y la línea slotline. La combinación de líneas CPW y slotline (o Coplanar Strips, CPS) y puentes de equipotencialidad permite la creación de nuevas estructuras alternativas que, además de conseguir una reducción del área del diseño, también permiten aumentar el ancho de banda respecto a los diseños convencionales de híbridos de 180º (ej: híbrido “rat-race”). La utilización de la tecnología uniplanar en forma multimodal dota, por lo tanto, de mejores prestaciones a las topologías propuestas respecto a los diseños convencionales haciéndolas adecuadas para diversas aplicaciones en banda milimétrica, entre ellas: aplicaciones radiométricas o diseños balanceados tipo “push-pull”. Resultan muy interesantes las propiedades en fase de estas estructuras, que las convierten en elementos especialmente adecuados para aplicaciones que requieran minimizar el error de fase. La finalidad de los híbridos de 180º presentados en este proyecto es la de poder integrarse en los front-end de equipos de banda milimétrica, como el radiómetro diferencial presentado en [6]. El alto grado de integración y gran ancho de banda requerido por este tipo de aplicación hace ideal el uso de tecnología uniplanar de forma multimodal para el diseño de estas estructuras.