Publication: Diseño de antenas en tecnología Gap Waveguide
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Publication date
2015-09-26
Defense date
2015-10-07
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Abstract
Este proyecto se va a centrar en la realización de un diseño de un array de ranuras en una nueva tecnología denominada Groove Gap Waveguide y a comparar sus prestaciones con un diseño en guía rectangular convencional. La tecnología Gap Waveguide, diseñada para longitudes de onda de milímetros e inferiores, se implementa mediante dos planos conductores perfectos (PEC) sin que exista contacto eléctrico entre ellos, a uno de los planos se le añade una estructura periódica formada por pines, llamada 'bed of nails', para que se cree una región de alta impedancia y se comporte casi como un conductor magnético perfecto (PMC). Teóricamente si se coloca el PMC debajo de un PEC a una distancia menor de λ/4 no existe propagación de ningún modo entre las dos placas.
Si se realiza un camino entre los pines, se consigue una propagación por dicho camino sin la necesidad de buen contacto eléctrico y sin afectar a la 'bed of nails'. Una de las características de estas estructuras periódicas es que poseen una banda de frecuencias de corte llamada stopband, en la que no es posible la propagación de ningún tipo de onda electromagnética. Así pues nuestro trabajo comenzará con el diseño de esta superficie, de manera que la frecuencia de trabajo seleccionada para el funcionamiento de la antena (10 GHz) esté dentro de la stopband de la superficie. Su diseño se basa en el cálculo de diagramas de dispersión y los parámetros que definen la posición de la stopband son las dimensiones de los pines utilizados, su periodicidad y la distancia a la tapa superior metálica, denominada GAP que da nombre a esta tecnología.
Una vez diseñada esta estructura se procederá a realizar el diseño completo de la antena Groove Gap Waveguide variando el número de filas pines y analizando las prestaciones de las mismas.
El diagrama de radiación seguirá unas especificaciones indicadas a priori y radiará a partir de unas aberturas en forma de ranuras realizadas de forma longitudinal en una de las placas de la guía. La distribución de estas ranuras, así como su número y tamaño, se obtendrán a partir del desarrollo de los polinomios de Chebyshev aplicados para cavidades resonantes.
Por último se ha realizado un diseño, de muy bajo coste, de nuestra antena Groove Gap Waveguide, adaptándonos a limitaciones de fabricación en un entorno académico.