Coupling in metamaterial structures and devices

• Autores: Eduardo José Jarauta Ayensa
• Directores de la Tesis: Francisco Falcone (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2023
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 227
• Títulos paralelos:
  • Acoplamiento en estructuras y dispositivos metamateriales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Academica-e
• Resumen
  • español

    En esta tesis se abordan algunos de los retos de las comunicaciones actuales desde el punto de vista de diseño de dispositivos. La tesis se estructura en tres capítulos: En el primero de ellos se presentan las líneas de transmisión en tecnología plana que se emplearán a lo largo de la tesis: microstrip, stripline y substrato integrado de guía de onda. Se realizará un estudio de las partículas resonador de anillos cortados y su complementario. También se realiza un análisis teórico de una línea con comportamiento metamaterial diseñada sobre una línea microstrip usando los resonadores presentados `previamente. Por último se exponen unos apuntes teóricos sobre acoplo.El segundo capítulo comienza con la implementación de un acoplador hacia atrás con el uso de la línea metamaterial en microstrip, extendiendo la idea al diseño de duplexores y multiplexores. También en microstrip se presentan resonadores de alto factor de calidad, divisores de potencia y filtros. En tecnología stripline se presenta un resonador de pequeño tamaño, y dos tipologías de filtros: filtro rechazo de banda y filtro paso banda. En este capítulo también se presenta una investigación sobre cómo el filtro definido anteriormente se integraría en una estructura de matriz de rejilla de bolas, del inglés “ball grid array” (BGA). Para terminar el capítulo se analiza el comportamiento de una línea SIW cuando es cargada con resonadores de anillos cortados complementarios. El diseño de los dispositivos es complementado con un análisis teórico de su circuito equivalente En el tercer capítulo se extienden las ideas expuestas en el capítulo 2, pero para el diseño de dispositivos multicapa. Empezando con la línea de transmisión microstrip, se han diseñado resonadores divisores de potencia, duplexores y multiplexores. En tecnología stripline se presenta el diseño de un amplio catálogo de dispositivos, como son divisores de potencia, duplexores, resonadores y filtros. Para finalizar se presentan tres líneas futuras de trabajo: diseño de dispositivos con mayor número de capas, diseño de dispositivos en más altas recuencias, diseño en nuevas líneas de transmisión como substrato integrado de guía de onda corrugado.

  • English

    This thesis addresses some of the challenges of current communications from the point of view of device design. The thesis is structured in three chapters: In the first one, the planar technology transmission lines that will be used throughout the thesis are presented: microstrip, stripline and substrate integrated waveguide (SIW). A study of the split ring resonator (SRR) particle and its complementary (CSRR) will be carried out. A theoretical analysis of a line with metamaterial behavior designed on a microstrip line using the previously presented resonators is also performed. Finally, some theoretical notes on coupling are presented. The second chapter begins with the implementation of a backward coupler using the microstrip metamaterial line, extending the idea to the design of duplexers and multiplexers. Making use of microstrip transmission line, high quality factor resonators, power dividers and filters are also proposed. In stripline technology, a small size resonator is presented, and two types of filters: band rejection filter and band pass filter. In this chapter is also presented a research on how the previous defined filter would be integrated in a ball grid array (BGA) structure. To finish the chapter, the behavior of a SIW line when loaded with complementary cut ring resonators is analyzed. The design of the devices is complemented with a theoretical analysis of its equivalent circuit. In the third chapter the ideas exposed in chapter 2 are extended, but for the design of multilayer devices. Starting with the microstrip transmission line, power divider resonators, duplexers, and multiplexers have been designed. In stripline technology, the design of a wide catalog of devices is presented, such as power dividers, duplexers, resonators and filters. Finally, three future lines of work are presented: design of devices with a greater number of layers, design of devices at higher frequencies, design of new transmission lines as an integrated corrugated waveguide substrate.