NUEVOS SISTEMAS RADIANTES REALIZADOS CON TECNOLOGÍAS IMPRESAS

Abstract

[EN] Nowadays, due to the fast development of wireless communication systems, the need to have radiating elements has arisen. These elements allow an efficient radiation of electromagnetic waves that transmit the information among the different points of the system. Owing to this growing demand and based on certain requirements, several prototype antennas fabricated with planar technologies such as PCB "Printed Circuit Board" and LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic" are presented in this thesis. Every proposed prototype is presented as a solution for a project which requires an antenna with specific characteristics. Based on the requested specifications such as working frequency, bandwidth, polarization type, size and shape, the most appropriate design alternatives were selected. For satellite communications at 5.8 GHz, two types of antennas with circular polarization are proposed. The former is a square patch with a diagonal slot, the latter is a polarization reconfigurable antenna fabricated with LTCC technology. For the operation in Ku band at 17 GHz, slot arrays with substrate integrated waveguide technology were proposed, whereas for vehicular applications, monopole antennas were the better solution due to the restrictions in the form and space available for assembly. In addition, due to the growing interest in the applications operating at no licensed frequency bands, patch antenna arrays conformed in a cylindrical shape to operate at 2.4 GHz and 5.8 GHz, were designed. These arrays will be placed in UAVs. Each proposed design meets with the required specifications for the different projects such as: appropriate matching levels, radiation patterns according to the application, specific dimensions and material type

[ES] En la actualidad, con el rápido desarrollo de los sistemas de comunicaciones inalámbricos, se presenta la necesidad de contar con elementos radiantes que permitan la radiación eficiente de las ondas electromagnéticas que transportan la información. Ante la creciente demanda y en base a ciertos requerimientos, en esta tesis se presentan varios prototipos de antenas fabricados con tecnologías planares como PCB "Printed Circuit Board" y LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic". Cada prototipo que se propone, se plantea como solución para proyectos que requieren que la antena presente determinadas características. En base a las especificaciones solicitadas como: frecuencia de trabajo, ancho de banda, tipo de polarización, tamaño y forma, se buscaron las alternativas de diseño más apropiadas. Para aplicaciones satelitales a 5.8 GHz se proponen dos tipos de antenas con polarización circular: la primera que es un parche cuadrado con ranura inclinada y la segunda que es una antena reconfigurable en polarización fabricada con tecnología LTCC. Para operar en la banda Ku a 17 GHz, se propuso utilizar agrupaciones de ranuras en guía de onda integrada en sustrato, mientras que para aplicaciones vehiculares, los monopolos fueron las antenas que mejor se adaptaron a las formas y espacios disponibles para su montaje. Además, por el gran interés que han despertado las aplicaciones que operan en bandas de frecuencia que no requieren de permiso o licencia para su utilización, se diseñaron agrupaciones de antenas tipo parche conformados a una forma cilíndrica para operar a 2.4 GHz y 5.8 GHz. Estas agrupaciones serán ubicadas en vehículos aéreos no tripulados. Cada diseño propuesto cumple con especificaciones planteadas por las necesidades de los diferentes proyectos como: niveles adecuados de adaptación, diagramas de radiación acorde con la aplicación, dimensiones y material específico.

[CA] En l'actualitat, amb el ràpid desenvolupament dels sistemes de comunicacions sense fils, es presenta la necessitat de comptar amb elements radiants que permitisquen la radiació eficient de les ones electromagnètiques que transporten la informació. Davant la creixent demanda y en base a certs requeriments, en aquesta tesi es presenten diversos prototips d'antenes fabricades amb tecnologies planars com PCB "Printed Circuit Board" i LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic". Cada prototip que es proposa es planteja com a solució per projectes que requereixen que l'antena presente determinades característiques. D'acord amb les especificacions sol·licitades, com poden ser la freqüència de treball, l'ample de banda, el tipus de polarització, o la mida y la forma, es buscaren les alternatives de disseny més apropiades. Per aplicacions satel·litals, a 5.8 GHz es proposen dos tipus d'antenes amb polarització circular: la primera és una antena plana "patch antena" quadrada amb ranura inclinada y la segona és una antena reconfigurable en polarització fabricada amb tecnologia LTCC. Per tal d'operar a la banda Ku a 17 GHz, es va proposar utilitzar agrupacions de ranures en guia d'ona integrada en substrat, mentre que per aplicacions vehiculars, el monopols foren les antenes que millor s'adaptaren a les formes y espais disponibles per al seu muntatge. A més a més, pel gran interès que han despertat les aplicacions que operen en bandes de freqüència que no requereixen de permís o llicència per a la seua utilització, es dissenyaren agrupacions d'antenes planes conformades a una forma cilíndrica per operar a 2.4 GHz i 5.8 GHz. Estes agrupacions seran ubicades en vehicles aeris no tripulats. Cada disseny proposat compleix amb les especificacions plantejades per les necessitats dels diferents projectes com: nivells adequats d'adaptació, diagrames de radiació d'acord amb l'aplicació, dimensions i material específic.