Resumen de Distributed amplifiers and mixers with transmission lines based on metameterial
Francisco Javier Mata Contreras
TÍTULO DE LA TESIS: DISTRIBUTED AMPLIFIERS AND MIXERS WITH TRANSMISSION LINE BASED ON METAMETERIAL AMPLIFICADORES Y MEZCLADORES DISTRIBUIDOS CON LÍNEAS DE TRANSMISIÓN BASADAS ENMETArwATERÍALES RESUMEN: La presente Tesis consiste en la combinación de dos conceptos: las líneas de transmisión artificiales basadas en metamateriales y los circuitos activos (amplificadores y mezcladores) distribuidos. Por un lado los ya veteranos y consolidados circuitos activos distribuidos, y por otro, las ¡deas sobre líneas de transmisión basadas en metamateriales, en particular de los materiales doblemente negativos, de índice de refracción negativo o zurdos. Líneas artificiales que no son más que la aplicación de nuevas tecnologías a las especulaciones teóricas de Veselago de mediados del siglo XX. Esta Tesis se centra en la aplicación en los circuitos distribuidos de la más utilizada de las líneas de transmisión basadas en dichos medios: las denominadas Líneas Compuestas Diestras/Zurdas o Composite Right/Left-Handed Transmission Lines (CRLH-TLs), que permiten obtener constantes de fase negativas para bajas frecuencias, positiva para las altas y constante de fase nula a frecuencias distintas de continua.
En la presente Tesis se muestra, por tanto, el proceso que lleva desde los conceptos convencionales de línea de transmisión y circuito activo distribuido a los que podrían ser denominados Meta-Distribuidos, como el Amplificador Meta-Distribuido (AMD) y el Mezclador Meta-Distribuido (MMD). En ambos casos, las prestaciones y limitaciones de estos nuevos circuitos se analizan mediante un modelo simplificado continuo, sin pérdidas y con acoplamiento unidireccional. Posteriormente, se incluye el efecto de la inevitable discretización asociada a la implementación práctica y el efecto de las pérdidas.
A lo largo de la Tesis se analizan las nuevas funcionalidades que surgen para estos circuitos, siendo una de las más interesantes y con mayor futuro para amplificadores y mezcladores la capacidad de extraer diferentes señales (amplificadas y/o convertidas en frecuencia) por distintos puertos físicos en función de su frecuencia. Es decir, estas estructuras pueden ser diseñadas para poseer intrínsecamente un comportamiento diplexor sin la necesidad de incorporar más elementos extremos. En ambos casos, amplificadores y mezcladores, se analiza con detalle el proceso de diseño en las configuraciones presentadas, se obtienen las ecuaciones básicas de funcionamiento, así como reglas de diseño y una serie de recomendaciones prácticas, con especial detenimiento en la implementación de los mismos. También se detalla el proceso de diseño e implementación de cinco prototipos basados en elementos concentrados (dos amplificadores y tres mezcladores) los cuales se han medido y caracterizado, validándose experimentalmente el análisis teórico realizado.
En definitiva, los ejemplos y experimentos analizados en esta Tesis demuestran la gran potencialidad para nuevas aplicaciones que presenta la utilización de líneas de transmisión artificiales, vistas desde el prisma de los metamateriales, en el antiguo concepto de los circuitos distribuidos y confirman la utilidad de las reglas de diseño propuestas. Dado que las líneas compuestas 'diestras-zurdas' empleadas en esta Tesis no dejan de ser un pequeño subconjunto de las líneas de transmisión artificiales, se abre así la puerta a nuevas ideas y prestaciones que se pueden extraer de las arquitecturas distribuidas activas.
