Análisis modal eficiente de dispositivos pasivos de microondas implementados con guías de sección transversal arbitraria

Resumen

El objetivo general de esta tesis es el desarrollo de una herramienta básica general para el análisis de dispositivos pasivos de microondas y ondas milimétricas usados en la nueva generación de sistemas de comunicaciones. En particular, el trabajo se centra en desarrollar una herramienta para una eficiente y precisa caracterización modal de dispositivos pasivos constituidos por guías de onda de sección transversal arbitraria. Para cumplir con este objetivo se propone extender un método surgido recientemente y llamado BI-RME (Boundary Integral - Resonant Mode Expansion, que en español significa Integral de Contorno - Expansión Modal Resonante). Este método se ha revelado como uno de los más adecuados, por su tremenda eficiencia computacional, para caracterizar modalmente las guías de sección transversal arbitraria. Respecto al método BI-RME original se pretende mejorar la precisión y la eficiencia en presencia de perturbaciones circulares y elípticas en el contorno de las guías a estudiar. El primer trabajo de la tesis consiste entonces en extender la teoría del método BI-RME a geometrías circulares y elípticas incluyendo la posibilidad de conectar estos dos nuevos tipos de arcos (circulares y elípticos) con los tramos rectos usados hasta ahora en la implementación práctica del método. Con el objeto de validar la nueva teoría desarrollada se calcula un conjunto de parámetros, como las frecuencias de corte, la longitud de onda de corte o el campo electromagnético, que caracterizan guías canónicas y guías arbitrarias de interés práctico, y se comparan los resultados obtenidos con las soluciones analíticas conocidas o resultados publicados en la literatura. Una vez obtenida la carta modal de las diferentes guías de sección transversal arbitraria, el paso siguiente es calcular las integrales de acoplo entre estos modos y los modos de la guía rectangular que encierra completamente el contorno arb