Redes de conformación de Haz (Fase I) (2018)
En este documento se presenta el diseño de dos tipos de redes de conformación de haz utilizadas como redes de alimentación fijas, las cuales son la matriz de Butler y una red con divisor 1 a 4 y desfasadores de banda ancha. La metodología se desarrolla en torno a la necesidad de obtener fases diferenciales en un ancho de banda determinado con frecuencia de diseño de 2.45 GHz teniendo en cuenta un ancho de banda total que abarca el desempeño en potencia y fase; los desfasadores e híbridos son planteados a través de circuitos con líneas de transmisión para expresar luego un modelo analítico, con el cual es posible generar estrategias de diseño convenientes. Cualquier red similar a las redes de conformación de haz tratadas en este proyecto puede ser dividida en etapas, llevando a definir un diagrama de fase; este constituye una herramienta de diseño y diagnóstico en la generación de anchos de banda de fase y potencia. Los modelos analíticos y el diagrama de fase permiten que la metodología de diseño propuesta sea eficiente y la red genere un ancho de banda total integral. Se propone el uso de geometrías modificadas para los distintos dispositivos, exceptuando los divisores Wilkinson. En general, se utilizan ramificaciones, o stubs, con terminación a tierra o abiertas. Así, se incrementan los efectos de resonancia mejorando el desempeño en potencia; también sucede que, la fase es modificada de tal forma que es posible mantener fases diferenciales en un rango de frecuencias. Se recurre a una variación en el número de stubs, además de utilizar geometrías de múltiples ramas para los híbridos en cuadratura y cruzadores, con el fin de obtener anchos de banda de potencia similares a los de fase. Una vez logrado el diseño independiente de los dispositivos con anchos de banda totales mayores al 25%, se diseña una matriz de Butler de orden dos y otra de orden tres, así como la red divisora 1 a 4 con desfasadores. En el caso de la matriz de Butler de orden tres, se escoge una geometría que evita la implementación de cruzadores. En todos los casos, se caracterizan prototipos construidos que ayudan a constatar la ruta metodológica seguida en la etapa de diseño. El estudio de desfasadores y acopladores direccionales con base en modelos analíticos permite utilizar propuestas con adición de stubs y ramas como estrategia para diseñar, con base a un diagrama de fase, redes de conformación de haz con anchos de banda totales mayores al 24%.