DISEÑO TEÓRICO Y EXPERIMENTAL DE FILTROS PASO BANDA MICROSTRIP BASADOS EN ANILLOS ACOPLADOS CON TÉCNICAS DE SUPRESIÓN DE ARMÓNICOS

Autor: GRIOL BARRES AMADEU
Año: 2003
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA
Centro de realización: E.T.S.I. TELECOMUNICACIÓN
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN
Director: MARTÍ SENDRA JAVIER
Tribunal: BAQUERO ESCUDERO MARIANO , SOROLLA AYZA MARIO , ARTAL LATORRE EDUARDO , BARLABÉ DALMAU ANTONI , SEMPERE PAYÁ LUIS
Resumen de la tesis

Esta tesis doctoral se enmarca dentro del campo de investigaicón de los dispositivos de filtrado implementados de forma distribuida en tecnología microtira. En concreto, y dentro de las numerosas topologías distribuidas utilizadas para aplicaciones de filtrado, la tesis se ha centrado en el estudio, diseño e implementación de filtros paso banda empleando como estructura básica el anillo microstrip. Las propiedades resonantes de estos anillos microstrip los convierte en unos excelentes condidatos para el desarrollo de filtros en tecnología impresa, aunque, en contraposición, su naturaleza distribuida se va a traducir en la prsencia de múltiples bandas pasantes o armónicos. En este sentido, uno de los principales objetivos de la tesis ha sido estudiar y combinar diferentes técnicas para la atenuación de estos armónicos. La primera parte de la tesis se ha centrado en estudiar y caracterizar el dispositivo central de la investigación, el anillo microstrip. Esta caracterización se llevó a cabo mediante la obtención de la envolvente de campo eléctrico para los distintos modos resonantes que se establecen en las estructuras implementadas con anillos microstrip que, a su vez, fueron clasificadas en función del tipo de excitación empleada para alimentar la estructura, edge-coupled o side-coupled. A la vez también, se estudian diferentes aplicaciones de estos circuitos en anillos y entre ellas, por supuesto, la aplicación de filtrado. La segunda parte de la tesis doctoral se ha dedicado al estudio de diferentes técnicas que permitan al atenuación de los armónicos superiores de la estructura básica. Así, se propone una primera técnica basada en el control, mediante parámetros de las etapas de excitación, de las distribuciones de campo y modos de acoplo que excitan el anillo. Las características y propiedades de esta técnica, para la supresión de espurios, fueron comprobadas tanto teórica como experimentalmente. La segunda técnica de supresión de armónicos consiste en la introducción en la estructura de anillos de ciertas discontinuidades, colocadas tanto en cascada o directamente en las pistas que forman el anillo. Así, se han estudiado los efectos de la introducción de estructuras de salto de impedancia y filtros spurline en el senco de los filtros paso banda implementados con anillos acoplados. Estos efectos han demostrado, tanto en simulación como experimentalmente, su capacidad para obtener mejores respuestas globales en términos, fundamentalmente, de ancho de banda de rechazo. La propuesta de una nueva técnica de eliminación de armónicos se fundamentó en el uso de las denominadas estructuras Electromagnetic Bandgap (EBG) que se pueden definir como estructuras periódicas que presentan ciertas bandas de frecuencia donde la propagación no está permitida. Así y en un paso previo, se han analizado el comportamiento y características de estas estructuras EBG y los resultados de la introducción de defectos, rotura de periodicidad, en las mismas. En un segundo paso, este tipo de estructuras EBG han sido propuestas para la atenuación de espuriso en filtros paso banda con anillos microstrip. Esta investigación se acompañó tanto de resultados de simulación como de resultados experimentales. Finalmente, se ha estudiado la posiblidad de aumentar las prestaciones de los diseños, obteniendo filtros con anillos activos, mediante la introducción de amplificadores MMIC que además ayudan a eliminar espurios, y filtros sintonizables.
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