Resumen
El objetivo principal de esta tesis doctoral es investigar, diseñar y fabricar una variedad de filtros de guía de onda y diplexores reconfigurables, para su uso en aplicaciones de carga útil de satélites modernos. La frecuencia operativa se encuentra dentro del rango de 1,5 a 14 GHz, particularmente en las bandas L y Ku, utilizadas por cargas útiles de satélite, tanto actuales como futuras, para aplicaciones de telecomunicación. El objetivo de esta investigación es abordar las necesidades de los sistemas de comunicaciones espaciales, que requieren una mayor velocidad de transmisión de datos (es decir, mayores anchos de banda), así como flexibilidad con respecto a la frecuencia de operación, para adaptarse dinámicamente a posibles cambios en las demandas de los usuarios. Las nuevas soluciones desarrolladas en esta tesis brindan la posibilidad de sintonizar los dispositivos de filtrado, tanto en términos de la frecuencia central como del ancho de banda. Esto conduce a la flexibilidad para que el proveedor de servicios adapte las frecuencias de canal, y las combinaciones de anchos de banda, para adaptarse mejor a los requisitos del usuario.
En este contexto, nuestro trabajo propone nuevas estructuras de filtros de microondas reconfigurables utilizando guías de onda metálicas y cargadas con dieléctrico. En el primer capítulo de la tesis, exploramos diferentes enfoques para reconfigurar el rendimiento del filtro, utilizando tanto tornillos de sintonización metálicos tradicionales, como elementos de sintonización fabricados con diferentes materiales dieléctricos. Como parte de nuestra investigación, examinamos la teoría básica de filtros para comprender cómo el proceso de reconfiguración requiere ajustar diferentes partes de la estructura del filtro, como por ejemplo el acoplamiento de entrada y el acoplamiento entre resonadores. Como resultado, la investigación condujo al desarrollo de nuevas estructuras reconfigurables complejas, que incluyen las topologías de combline, la configuración de resonador dieléctrico con modo magnético transversal, así como diplexores en guía rectangular. El objetivo principal es demostrar la viabilidad de una serie de nuevos dispositivos de filtrado reconfigurables.
Además de la teoría, también analizamos los resultados medidos que muestran una muy buena concordancia con nuestras simulaciones.
Creemos firmemente que la solución desarrollada en este trabajo de investigación puede proporcionar una solución práctica para el desarrollo de estructuras de filtrado reconfigurables, que satsifagan los los requisitos de las cargas útiles de satélites avanzados actuales y futuros.
Palabras clave
Aggressive space mapping; bandpass filters; coupling matrix; cul-de-sac filter; equivalent circuit model; Dielectric tuners; linear actuators; microwave filters; passive intermodulation (PIM); reconfigurable filters; rectangular waveguide; remote tuning; combline filters; dielectric tuners; reconfigurability; tunable filters; diplexer; transverse magnetic mode; transverse electric mode
