Diseño de un array de ranuras con compensación de acoplos sobre SIW para banda Ku

En este Proyecto Fin de Carrera se ha llevado a cabo el diseño y caracterización de antenas de array ranuradas sobre SIW con polarización circular dentro de la banda de microondas Ku (16.3 – 17.7 GHz). Los elementos radiantes que integran las guías de onda sobre sustrato (SIW) que conforman las antenas son ranuras sobre la cara superior de la guía rectangular. Si se colocan de la manera adecuada, dichas ranuras pueden ofrecer diferentes diagramas de radiación dependiendo del tipo de alimentación y del tamaño de estas en el array completo. En el proceso de diseño de las antenas se requiere la evaluación de los efectos de acoplo mutuo entre elementos adyacentes para evitar degradaciones en el diagrama de radiación de la antena, en términos de anchura de haz, nivel de lóbulos secundarios y dirección de apuntamiento. Así, se aplica un modelo iterativo basado en el uso de monitores de campo eléctrico en condiciones de campo en la apertura sobre cada elemento radiante. Este método de compensación de acoplos permite diseñar antenas de array con determinadas propiedades según la aplicación para la que se desee la misma. A su vez, permite un ahorro en el tiempo de simulación frente a otros métodos de diseño de antenas. El método de compensación de acoplos desarrollado se ha aplicado al diseño de dos antenas: un array lineal y una agrupación plana formada por 8 arrays lineales de las mismas características. La agrupación plana diseñada ha sido construida y medida íntegramente en las instalaciones de la Escuela Politécnica Superior con el objetivo de verificar el buen funcionamiento de la antena y demostrar la fiabilidad del método a la hora de diseñar futuras antenas de este tipo. Además, se pretende comprobar la viabilidad de construcción de proyectos de esta envergadura en las instalaciones de la EPS con el material y tecnología disponibles.This project deals with the design and characterization of circular polarized SIW slotted array antennas in the microwave Ku band (16.3 – 17.7 GHz). Slots cut in the broadwall of a rectangular waveguide are the radiating elements that make up the substratum waveguides (SIW). Placed in the proper way, such grooves may offer different radiation patterns depending on their size in the entire array and the type of power supplied. The evaluation of mutual coupling effects between adjacent slots is required for the planar array design in order to avoid radiation pattern degradation in terms of beam-width, side-lobe level and beam-tilt error. Thus, an iterative model based on considering near Efield monitors over each radiating element is applied. This method allows designing the antenna based on the application which is needed for. At the same time, it also allows to save simulation time over other design methods. This mutual coupling compensation model has been implemented on two antennas: a linear array and a planar array composed by 8 linear arrays sharing the same features. The designed planar array has been entirely manufactured and measured at Escuela Politécnica Superior facilities to verify the antenna performance and to demonstrate method reliability when designing such antennas. Another aim is to test the construction feasibility of similar projects in the EPS facilities with the available resources and technology