| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| SINGLE AND MULTI-BAND SIGNAL-INTERFERENCE MICROWAVE FILTERS WITH SINGLE-ENDED/BALANCED AND REFLECTIONLESS OPERATIONAL CAPABILITIES | | Autor/a | Malki, Mohamed | | Departamento | Teoría de la Señal y Comunicaciones | | Director/a | Gómez García, Roberto | | Codirector/a | Yang, Li | | Fecha de depósito | 23-07-2024 | | Periodo de exposición pública | 24 de julio a 6 de septiembre de 2024 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Modalidad | Presencial | | Programa | Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (RD 99/2011) | | Mención internacional | Solicitada | | Resumen | Los filtros de microondas son componentes de radiofrecuencia (RF) esenciales en sistemas inalámbricos avanzados para comunicaciones seguras y aplicaciones de defensa, tales como radar. Sin embargo, las prestaciones requeridas para estos circuitos de RF son cada vez más exigentes en términos de selectividad filtrante y otras características operacionales de cara a garantizar una operación más robusta de todo el sistema de RF frente a interferencias electromagnéticas (EM) no deseadas y ruido externo. Estos dispositivos de RF deben permitir la transmisión de aquellas componentes espectrales de la señal RF dentro de una banda específica (banda de paso) e inhibir de forma eficaz la transmisión de la señal de RF fuera de este rango de frecuencias (banda atenuada). Por otro lado, a medida que las tecnologías de la información y las comunicaciones continúan su rápida evolución con el consiguiente dominio de los sistemas inalámbricos de RF en varios ámbitos, hay una tendencia creciente hacia el desarrollo de sistemas electrónicos inalámbricos inteligentes sencillos, con mínima latencia y bajo consumo de energía/potencia en corriente continua. Dicha demanda se extiende tanto a escenarios militares como comerciales, y requiere concebir sistemas inalámbricos altamente sofisticados y dispositivos inteligentes de propósito múltiple. Prueba de ello son los últimos avances en redes de comunicaciones 5G y venideras, Internet de las Cosas, e inteligencia artificial, que urgen de una integración profunda de varios servicios y estándares dentro de la misma plataforma de RF. Esta tendencia también afecta a dispositivos de RF como los filtros paso-banda de microondas, que deben tener operabilidad multi-banda y baja reflexión de potencia para adquirir diversas señales RF simultáneamente con bajo impacto sobre las etapas activas de RF en la cadena de RF. Por otro lado, los filtros de RF balanceados o diferenciales son deseables al permitir una mayor inmunidad al ruido de modo común (CM), la diafonía y la interferencia EM.
El objetivo principal de esta tesis doctoral es el desarrollo de dispositivos filtrantes de RF avanzados de banda única y múltiple basados en técnicas de interferencia de señales con capacidades adicionales; por ejemplo, baja reflexión de potencia de RF fuera de banda y alto rechazo al modo común en implementaciones planas diferenciales y diseños multicapa, así como retardo de grupo plano en banda o baja distorsión de fase para comunicaciones digitales. De este modo, esta tesis doctoral aborda la invención de nuevas clases de componentes filtrantes de RF, incluyendo sus análisis teóricos, metodologías de diseño y verificaciones experimentales mediante varios prototipos de validación. Para la realización de tales circuitos prácticos, se han considerado la tecnología microstrip para frecuencias por debajo de 10 GHz, guía de ondas tipo “Groove-Gap” para la Banda Ku, y guía de ondas convencional para la Banda V. Esto ha permitido refrendar la alta versatilidad de los diferentes tipos de dispositivos filtrantes de RF ideados para distintas tecnologías de RF y rangos espectrales. Concretamente, en el desarrollo de esta tesis doctoral, se ha acometido el análisis teórico, diseño, construcción y medida de un total de 22 prototipos en las tecnologías plana y 3-D mencionadas. |
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