Diseño de antenas de parches sobre guía rectangular y tornillos de sintonía

En este Trabajo de Fin de Grado se ha llevado a cabo el diseño y la caracterización de una antena en guía de onda con control de alimentación mediante tornillos de sintonía. Se ha trabajado en la banda de frecuencias de 11-12 GHz (comienzo de la banda Ku). En el diseño de arrays de antenas se requiere un control muy preciso de la cantidad de potencia que debe radiar cada elemento de forma individual. Para poder modificar de forma individual la cantidad de energía que radia cada elemento se ha diseñado un sistema por el cual se puede caracterizar la red de alimentación de forma independiente al elemento radiado. La manera de modificar la cantidad de energía radiada por cada elemento es mediante la introducción de unos tornillos a través de la base de guía de onda que actúa como red de alimentación. En este proyecto se han llevado a cabo dos diseños de red de alimentación de un elemento unitario basado en guía de onda rectangular. El primer diseño cuenta con una guía de onda rectangular rellena de aire y una vía de acoplo dispuesta en la parte superior de la guía, que es básicamente un conector de 50Ω que penetra una cierta longitud dentro de la guía. De esta forma se permite fijar el acoplo nominal de la red de alimentación y, mediante los tornillos, modificar de forma dinámica la cantidad de señal radiada por el elemento radiante. El segundo diseño consta de una guía de onda rectangular rellena parcialmente de dieléctrico para permitir utilizar líneas de acoplo. En este caso, la línea de acoplo se sitúa en la parte interior superior de la guía de onda y es la que marca el valor nominal de acoplo. Con los tornillos situados en la parte inferior de la guía se modifica a tiempo real la cantidad de señal enviada hacia el elemento radiante. El diseño de ambos elementos se ha realizado en las instalaciones del RFCAS de la Escuela Politécnica Superior. La construcción del primer diseño se llevó a cabo en un taller externo y la medida de este elemento se realizó en las instalaciones del laboratorio RFCAS.In this project it has been carried out the design and characterization of a waveguide antenna with power control by tuning screws. It has worked in the frequency band 11-12 GHz (beginning of the Ku band). In the design of antenna arrays it is required to specify the amount of power that will be radiated by each element individually. It has been designed a system by which you can characterize the element independently of the radiation element and change the amount of energy in each element. The way to change this radiated energy by each element is by introducing screws through the waveguide base which acting as power supply. The first design has a rectangular waveguide filled with air and a coupling via set on the top of the guide, and it is basically a 50Ω connector which penetrates a certain length inside the guide. This way you are allowed to set the nominal coupling of the supply network and, using screws, dynamically change the amount of signal radiated by the radiating element. The second design consists of a rectangular waveguide partially filled with dielectric to allow use coupling lines. In this case, the coupling line is at the top inside of the waveguide and is giving the nominal value of coupling. With the screws on the bottom of the guide you can modify in real time the amount of signal sent to the radiating element. The design of both elements has been carried out on the facitilies of RFCAS of the Escuela Poliécnica Superior. Construction of the first design was carried out in an external workshop and the measure of this element was performed in the laboratory of RFCAS