Resumen de Microwave devices based on ebg structures with defects
La investigación científica presentada en esta tesis se enfoca en las estructuras EBG (Electromagnetic Band Gap) tridimensionales y en sus aplicaciones en la ingeniería de microondas y terahercios. En particular, se estudian las estructuras EBG con defectos aceptores (defectos vacíos).
A pesar de ser relativamente bien estudiadas y utilizadas de manera común, las estructuras EBG conocidas en óptica como cristales fotónicos, siguen planteando problemas no-resueltos y ofreciendo soluciones interesantes y ventajosas para una variedad de aplicaciones. En particular, en las bandas de microondas y de terahercios, aplicando la tecnología EBG puede resultar en el desarrollo de dispositivos novedosos y compactos, por ejemplo antenas, ¿imaging arrays¿, mezcladores de frecuencia, etc., con uso de metal limitado y con precio reducido en comparación con los dispositivos analógicos basados en la tecnología convencional. Este tipo de dispositivos se requiere en los campos de astronomía, investigación atmosférica, control de tráfico, aplicaciones de seguridad y mucho más. Es especialmente interesante e importante que la tecnología EBG permite construir dispositivos integrados y naturalmente acoplados en una sola pieza de la estructura EBG.
Los propósitos de esta tesis son demostrar que los defectos de periodicidad simples o complejos en las estructuras EBG pueden funcionar como resonadores, guías de ondas, e incluso como antenas de bocina; investigar los procesos relacionados con propiedades electromagnéticas de diferentes defectos de las estructuras EBG; desarrollar, diseñar, fabricar y medir algunos dispositivos de microondas y terahercios basados en la tecnología EBG, en concreto antenas de bocina, guías de ondas, filtros y mezcladores de frecuencia basados en las estructuras EBG. Aparte de lo mencionado, esta investigación promueve la idea de combinar diferentes defectos EBG para crear dispositivos integrados en las estructuras EGB.
Los resultados principales del trabajo realizado son los siguientes: - Se han estudiado las propiedades resonantes de los defectos aceptores de las estructuras EBG. Dichos defectos han sido clasificados en dos tipos caracterizados por un comportamiento de la frecuencia de resonancia muy distinto. Los resultados de la investigación han sido comprobados de manera experimental.
- Una guía de ondas de banda W con características competitivas y con buen acoplo a las guías de onda metálicas estándares ha sido diseñada, fabricada y medida*.
- Se ha desarrollado un nuevo esquema de transmisión resonante con selección de frecuencias basada en tecnología EBG. Filtros rechaza banda con banda estrecha basados en el mismo concepto han sido diseñados.
- Se han desarrollado los conceptos nuevos de antenas de bocina piramidales basadas en las estructuras EBG y de antenas de bocina basadas en estructuras EBG y alimentadas por campos evanescentes. Una antena del segundo de estos tipos mencionados ha sido fabricada y medida.
- Se ha diseñado, fabricado y medido un mezclador subharmónico de frecuencias de banda W basado en las estructuras EBG*.
*En colaboración con Rutherford Appleton Laboratory, Universidad de Bern y Universidad de Limoges bajo el marco de un proyecto de la Agencia Espacial Europea.
