Tesis doctoral de Alessandro Acampora
Muchos inconvenientes en el paradigma actual de comunicación inalámbrica podrían ser aliviados al permitir la transmisión de alta frecuencia de la portadora, y dotando a la red y el equipo de usuario con un cierto grado de reconfigurabilidad. La urgencia de un nuevo marco en la transmisión digital inalámbrica que debe tener en cuenta bit-rates elevados, menor latencia y restricciones en el retardo máximo, nos llevó a investigar los principales elementos constitutivos para fomentar un cambio, a nivel circuital y de dispositivo, hacia esquemas de comunicación más eficientes. específicamente, este trabajo se ocupa de los subsistemas inherentemente analógicos, que se encuentran en el núcleo de cada módulo transceptor y proporcionan la señal portadora, los osciladores. En particular, nuestra contribución se enfoca en el análisis y el diseño de dos tipologías distintas de osciladores. la primera, está constituida por osciladores n-push, que gracias a un efecto de acoplamiento de n osciladores elementales, permite subir el nivel de potencia de la componente armónica de orden n y por lo tanto, alcanzar la transmisión de alta frecuencia. la segunda clase está constituida por osciladores sintonizables de banda ancha, cuya topología se deriva de un amplificador distribuido (con bucle de realimentación) llamados osciladores distribuidos; modificando el nivel de polarización en cada sección, se obtienen osciladores distribuidos controlados por tensión (dvco) que pueden escanear una amplia gama de frecuencias. en la sección introductora, se abordan los fundamentos de ambas clases de osciladores. como los osciladores de microondas funcionan a través de mecanismos no lineales, se consideran técnicas de análisis, síntesis y optimización no lineal para evaluar sus prestaciones. consecuentemente, se han revisado técnicas numéricas no lineales en la segunda parte de la tesis. en particular, se ha destacado el papel de las simulaciones utilizando el método del balance armónico (harmonic balance, hb), aprovechando de la técnica del generador auxiliar para obtener las soluciones oscilantes. Estas técnicas se han aplicado con éxito a dos clases de osciladores. inicialmente, ha sido considerado el análisis y el diseño de un oscilador triple-push. A condición de que una distribución de fase determinada se quede constante entre los elementos oscilantes, en un oscilador triple-push se observa un incremento de la potencia de salida del tercero armónico, mientras que los armónicos de orden inferior resultan suprimidos; esto es su funcionamiento designado. Sin embargo, debido a la simetría del circuito, a la presencia de retardo en la red de acoplamiento y a otros desajustes, otros modos de oscilación no deseados pueden aparecer, coexistiendo con aquello previsto por defecto. Se ha presentado una estrategia de diseño basada en simulaciones paramétricas con el método del balance armónico. Siguiendo la evolución del primer armónico de la tensión oscilante (en un nodo seleccionado en la red de acoplamiento) en función de dos parámetros del circuito (relacionados con la fase de acoplamiento y la fuerza de acoplamiento) se proporcionó una análisis no lineal completa obteniendo la posibilidad de evitar los modos de oscilación no deseados. además, se ha descrito el diseño de un oscilador distribuido controlado por tensión en modalidad de ganancia inversa (reverse mode dvco) compuesto por cuatro secciones activas. conjuntamente, se ha presentado un método para lograr un diseño optimizado que presentase variaciones reducidas de la potencia de salida. En conclusión, se introdujo una implementación alternativa, dirigida hacia más amplias gamas de sintonía / mayores frecuencias de oscilación. Las medidas realizadas sobre los prototipos fabricados mostraron buena coincidencia con los resultados de la simulación, confirmando la validez de la aproximación.
Datos académicos de la tesis doctoral «Nonlinear simulation and design of microwave, multi-device distributed autonomous circuits«
- Título de la tesis: Nonlinear simulation and design of microwave, multi-device distributed autonomous circuits
- Autor: Alessandro Acampora
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 30/07/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Apostolos Georgiadis
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Miguel angel Lagunas hernández
- nuno Borges carvalho (vocal)
- (vocal)
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