Diseño de filtros de microondas de respuesta ultra-plana mediante técnicas lossy en tecnología SIW coaxial

Abstract

[ES] Los filtros SIW suponen una excelente solución de compromiso que permite alcanzar una elevada integración y bajo coste al tiempo que se mantiene un factor de calidad moderadamente elevado. Sin embargo, los valores que pueden ser alcanzados incluso empleando substratos de muy bajas pérdidas son insuficientes para algunas aplicaciones (e.g. espacio) donde se requiere de bandas de paso extremadamente planas, así como una respuesta con elevado rechazo. Alternativas como los filtros SIW con guía vacía (ESIW) o rellena de aire (AFSIW) permiten aumentar significativamente el factor de calidad suponen una limitación en cuanto a integrabilidad, volumen, fabricabilidad y coste.

El presente TFG tiene por objeto el estudio de filtros de microondas compactos en tecnología de guía de onda integrada en substrato (Substrate Integrated Waveguide, SIW) con banda de paso ultra-plana. Continuando con la propuesta planteada en [1], se pretende estudiar la implementación de filtros paso-banda de banda estrecha con respuesta pseudo-elíptica empleando técnicas lossy. Para ello se aprovechará las capacidades de ajustar el factor de calidad en resonadores SIW coaxiales, lo que permite realizar implementaciones de filtros con Q no uniforme.

El objetivo principal del TFG consiste en evaluar las posibilidades de implementar respuestas con ancho de banda fraccional entre el 2 ¿ 10% en la banda C. El alcance propuesto para el trabajo incluirá la validación experimental de los componentes diseñados así como su análisis comparativo con dispositivos equivalentes fabricados en el mismo substrato utilizando estructuras SIW convencionales.

El trabajo a desarrollar puede dividirse en las siguientes tareas:

Tarea 0: Revisión del estado del arte y documentación. Training de las herramientas de diseño CAD. Tarea 1: Estudio de resonadores SIW coaxiales con Q no uniforme: - 1.1: Modelado de la estructura. - 1.2: Análisis dimensional. - 1.3: Diseño de resonadores en banda C. Tarea 2: Síntesis de filtros con Q no uniforme: - 2.1: Modelización circuital de filtros con resonadores acoplados. - 2.2: Síntesis por optimización de filtros con Q no uniforme. - 2.3: Layout y diseño físico del módulo PCB. Tarea 3: Diseño de filtros con Q no uniforme: - 3.1. Dimensionamiento inicial. - 3.2. Optimización EM mediante técnicas de mapeado espacial agresivo. Tarea 4: Validación experimental: - 4.1. Fabricación de prototipos. - 4.2. Validación experimental.

Referencias [1] Sandra Marín, Jorge D. Martínez and V.E. Boria, ¿Resistorless implementation of lossy filters using coaxial SIW resonators with non-uniform Q¿, 2021 IEEE MTT-S International Microwave Filter Workshop (IMFW), 2021, pp. 27-29, 2021.