Diseño de una transición compacta de línea coaxial a línea vacía integrada en sustrato

Abstract

[ES] La guía vacías integradas en sustrato (ESIW) es una alternativa interesante para su uso en satélites de pequeñas dimensiones. Sus prestaciones están a medio camino entre las de las líneas planares y las guías de onda tridimensionales. Tiene bajo costo, poco volumen (como las líneas planares) y mucho mejor factor de calidad y menos pérdidas que éstas, aunque no llega a las prestaciones de las guías 3D (más pesadas y caras).

Para excitar la ESIW se han desarrollado transiciones desde líneas planares (microstrip y coplanar) y desde guía de onda rectangular. Pero no existe hasta el momento una transición directa desde coaxial a ESIW (sin pasar por una línea planar entre ambas), Si se dispusiera de una transición así, compacta, directamente desde coaxial a ESIW, sería de gran utilidad para medir prototipos en ESIW excitados con coaxial desde un analizador de redes, y también en aplicaciones reales en las que la circuitería ESIW en un satélite esté alimentada por amplificadores comerciales cuya salida es una línea coaxial.

Para realizar el diseño de esta transición será conveniente encontrar modelos circuitales para la inserción del coaxial en la ESIW que permitan proponer estructuras compactas que permitan una buena adaptación en todo el ancho de banda útil de la ESIW. Para ello se utilizará software comercial de simulación electromagnética (CST, AWR, FEST).

[EN] The substrate-integrated empty waveguide (ESIW) is an interesting alternative for use in small satellites. Its performance is midway between that of planar lines and three-dimensional waveguides. It has low cost, low volume (like planar lines) and much better quality factor and less losses than planar lines, although it does not reach the performance of 3D waveguides (heavier and more expensive).

To excite the ESIW, transitions from planar lines (microstrip and coplanar) and from rectangular waveguide have been developed. But so far there is no direct transition from coax to ESIW (without passing through a planar line between the two). If such a compact transition directly from coax to ESIW were available, it would be very useful to measure prototypes in ESIW excited with coax from a network analyzer, and also in real applications where the ESIW circuitry in a satellite is fed by commercial amplifiers whose output is a coaxial line.

In order to design this transition, it will be convenient to find circuit models for the coaxial insertion in the ESIW that allow to propose compact structures that allow a good adaptation in all the useful bandwidth of the ESIW. Commercial electromagnetic simulation software (CST, AWR, FEST) will be used for this purpose.