Análisis Y Diseño De Transformadores De Campo En Guía De Onda

Universidad Autónoma de Madrid
Escuela politécnica superior

Análisis y diseño de transformadores de campo en guía de onda
Ingeniería de Telecomunicación

Proyecto fin de carrera

Rogelio Peño Moreno NOVIEMBRE 2010

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Análisis y diseño de transformadores de campo en guía de onda

AUTOR: Rogelio Peño Moreno TUTOR: Jorge A. Ruiz Cruz

Dpto. de Ingeniería Informática EscuelaPolitécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid NOVIEMBRE 2010

Resumen
Resumen
Un transformador de campo en radio frecuencia es la estructura empleada para transferir la señal que viaja en un determinado modo (por ejemplo,

T E10

de una guía de onda circular) de

un sistema de transmisión a otro modo (igual o diferente) de un sistema de transmisión distinto (por ejemplo,

T E11de una guía de onda circular). Los dos sistemas de transmisión entre los

que el transformador adapta la señal pueden ser distintos o del mismo tipo pero con alguna dimensión diferente. En el mercado existe una gran variedad de transformadores de campo en guías de onda canónicas, cuyas técnicas de síntesis circuital y modelos analíticos se encuentran extensamente estudiados, que dependiendode su aplicación pueden presentar excelentes prestaciones. El objetivo principal del proyecto ha sido orientado al diseño de transformadores de campo en guías de onda no canónicas (utilizando secciones híbridas, mezcla de circular y rectangular, incluso con forma de bow-tie o pajarita) que en determinadas aplicaciones obtengan mejores prestaciones que los transformadores existentes. En eldesarrollo de estructuras más complejas ha sido necesario diseñar herramientas de optimización, que previamente fueron entrenadas con estructuras de guías de onda canónica para, posteriormente, simular transformadores de campo en guías de onda no canónicas. Los diseños de transformadores de campo en guías de onda no canónica (transformadores y polarizadores) que han sido implementados en este proyecto hanpresentado resultados prometedores por su alta compacidad longitudina (estructuras con una longitud muy pequeña), siendo una característica deseable en los componentes de radio frecuentcia y microondas, en particular en comunicaciones por satelite (ltros y multiplexores). Además, se estudiaron algunos nuevos diseños de polarizadores en guías de onda no canónicas que podrían ser utiles en algunasaplicaciones.

Palabras Clave
Guia de onda, discontinuidad de una guia de onda, parámetros

S,

transformador rectangu-

lar, transformador circular, transformador cuadrado, pajarita, girador de campo, polarizador, relación axial.

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Abstract
A eld transformer in RF/microwave/milimeterwave technology is the structure used to transfer the signal that travels in one mode(for intance the

T E10

mode of a circular waveguide)

in a transmission system to another mode (the same or dierent) of a dierent transmission system (for intance the

T E11

mode of a circular waveguide). These transmission systems can

have the same or dierent type of cross-section, but with dierent dimensions. The state of the art in this topic oers a great variety of eldtransformers in canonical waveguides whose circuit synthesis techniques and analytical models are widely studied. They are used in many applications and have excellent performance. The main goal of the project is to design eld transformers in non-canonical waveguides (using cross-sections hybrid between circular and rectangular or even with bow-tie prole), to obtain better performance than classictransformers in certain applications. In the development of more complex structures, it has been necessary to use and prepare optimization tools that were previously trained with canonical waveguide structures. Once these optimization tools have been checked with canonical structures, they have been used in new designs with non-canonical waveguide sections. Finally, the designs addressed in the...