Diseño de un phased array lineal de parches sobre guía de una onda para comunicaciones por satélite DBS

Abstract

El objetivo de este proyecto fin de carrera es diseñar un sistema radiante por medio de un array lineal de parches sobre guía de onda rectangular, con polarización lineal que opere al principio de la banda Ku (11 GHz a 12 GHz). Dicho proyecto continua los pasos de un proyecto anterior en el que se proporcionaba por medio de una estructura de doble parche circular en un array lineal, un apuntamiento determinado por medio de líneas de transmisión que proporcionan las fases asociadas a los parches radiantes. En este caso, continuaremos con la estructura anterior pero modificando por medio de desfasadores digitales, las líneas de transmisión que modificaban de forma fija la fase a cada parche, con motivo de poder realizar apuntamientos dinámicos del haz de radiación de forma digital. Dicho objetivo se conseguirá por medio de una circuitería y un nuevo diseño de toda la parte radiante de la estructura inicial, dejando fija la estructura de alimentación del array lineal en guía de onda, con las características ya estudiadas en el anterior PFC. Dicha estructura será diseñada de forma modular con motivo de facilitar su replicación en la estructura final sobre la guía de onda, una vez comprobado el correcto funcionamiento de la misma. Se realizarán distintas pruebas y diseños intermedios en los que se caracterizará el funcionamiento de toda la parte de componente continua, y su posible interacción con la parte radiante del sistema. Todas las placas fabricadas y montajes serán llevados a cabo en el laboratorio de circuitos impresos de la Escuela Politécnica Superior (EPS) de la U.A.M. , salvo algunas placas de sujeción de aluminio que requerirán una construcción externa. Una vez completados todos estos pasos, los distintos prototipos serán medidos en la Cámara Anecoica situada en la EPS de la U.A.M.

The objective of this final Project is to design a radiant system using a linear patch phased array over a rectangular waveguide, with linear polarization and operating in the beginning of the Ku band (11 GHz to 12 GHz). This project continues in the footsteps of a previous project which provided us a doublé circular patch structure in a linear array. The phase for each patch was generated by a transmisión lines associated, and it was a static phase. In this case, we continue with the same structure but altered by digital phase shifters, that allow us to change the phase without needing an static transmission lines. So we can achieve a dynamic beam radiation changing digitally our phase. This objective will be achieved through a circuitry and a new design of all the radiant part of the original structure, leaving fixed the feeding structure of the linear waveguide array with the features already discussed in the previous PFC. This structure will be designed in a modularly way in order to facilitate the replication in the final structure of the waveguide, after checking the correct operation of it. It will be perform many tests and intermediate designs, in order to obtain the characterization of the operation of all of DC component, and its possible interaction with the feeding part of the system. All plates and fabricated assemblies shall be carried out in the laboratory of printed circuit at Escuela Politécnica Superior(EPS) of the UAM, except some aluminum clamping plates that require an external construction. After completing all these steps, different prototypes will be measured in the Anechoic Chamber located on the EPS of at UAM.