Detección de descargas de alta potencia de RF en aplicaciones espaciales basada en test de hipótesis

Abstract

[ES] En los últimos años, los ensayos de efectos de ruptura de alta potencia de radiofrecuencia (RF) han cobrado gran relevancia en el sector espacial, debido a la necesidad de aumentar la potencia transmitida en los dispositivos de microondas. A día de hoy, el sistema de nulling se trata de un método empleado ampliamente en la industria; aunque, sin embargo, presenta ciertas limitaciones en cuanto a ancho de banda y requiere de un ajuste continuo para asegurar una sensibilidad óptima. En general, cuando se realiza un ensayo, pueden aparecer perturbaciones en la señal de RF en los sistemas de detección, asociadas o bien a una descarga de alta potencia o a ruido generado por los componentes de RF. La incertidumbre acerca del origen de la perturbación, en ocasiones, no se puede resolver; y por tanto se pierde cierta información durante los ensayos. En este TFM se presenta un nuevo sistema de detección que incorpora las funcionalidades del sistema de nulling pero aportando numerosas mejoras. Entre ellas, destaca un gran ancho de banda y, por otra parte, gran sensibilidad sin necesidad de ajustes manuales. Por tanto, el nuevo sistema de detección supone un gran avance en la realización de ensayos, ya que advierte al operador de una posible descarga. Además, permite poder reducir de forma automatizada la potencia de RF a una velocidad mucho mayor que un operador humano, por lo que la intervención de éste pasa a ser prescindible.

[EN] In recent years, high power radio frequency (RF) breakdown testing has played a relevant role in the space industry, due to the increasing need of higher transmission power in microwave devices. Nowadays, the microwave nulling system method is widely used by the industry, nonetheless, it presents some limitations such as its narrowband nature and requires continuous tuning to keep its optimal sensitivity. Overall, small responses may appear in the detection system during the test, associated with either a high-power discharge or noise generated by RF components. The uncertainty on the origin of the perturbations cannot be solved sometimes, and therefore some test information may be lost. In this thesis, a novel RF breakdown detection system is presented, which includes the same functionalities as the microwave nulling but also provides several improvements. Among them, larger analysis bandwidth and robust sensitivity without manual tuning need are highlighted. Therefore, the proposed detection method represents a major step forward in high power testing, as it warns the operator of a possible discharge. Moreover, the proposed system can decrease the RF power automatically and much faster than any human operator, whose continuous monitoring and intervention is not essential anymore.