Synthesis of high-performance smooth-profiled tapers and filters in microstrip and rectangular waveguide technologies

Abstract

En esta tesis, los fundamentos teóricos y la formulación de la Teoría de Acoplo de Modos para el análisis y el modelado electromagnético de guías de onda no uniformes son utilizadas para desarrollar diferentes técnicas de síntesis de dispositivos de microondas y de milimétricas que son automáticas e independientes de la tecnología concreta de implementación. En primer lugar, la técnica para sintetizar estructuras EBG óptimas es descrita y revisada en profundidad. Posteriormente, las técnicas generales y exactas de Inverse Scattering de Gel’fand, Levitan, Marchenko (GLM), Continuous Layer Peeling (CLP) e Integral Layer Peeling (ILP) son presentadas en detalle. Estas técnicas de Inverse Scattering, permiten calcular el coeficiente de acoplo para cualquier respuesta monomodo en reflexión objetivo que cumpla con los principios físicos de estabilidad, causalidad y pasividad. Inspirados en estos métodos de síntesis, se proponen novedosas técnicas de diseño de diferentes componentes de microondas como tapers y multiplexores. Además, se propone un método de diseño de filtros paso bajo y paso banda de perfil suave que no presentan bandas de rechazo espurias. La aplicación de esta técnica para el diseño de filtros de alto rechazo en guía de onda rectangular da lugar a estructuras que resultan sumamente apropiadas para ser fabricadas con las novedosas técnicas de fabricación aditiva (AM) en metales. Las diferentes técnicas de diseño propuestas son validadas mediante la realización de varios ejemplos de prácticos de diseño en el rango de microondas en los que se logra alto grado de concordancia entre las respuestas objetivo, simuladas y medidas.