The coherently radiating periodic structures and their applications in beam forming networks for multiple-beam systems

Tesis doctoral de Diego Alexander Betancourt Quiñones

La presente tesis doctoral tiene como objetivos el dar a conocer las denominadas estructuras periódicas de radiación coherente (coherently radiating structures – corps), establecer sus principales características de funcionamiento y explorar aplicaciones de esta nueva tecnología en el campo de las antenas y de las redes de formación de haz (beam forming networks-bfn). las estructuras corps se basan en el análisis de los efectos del acoplo ideal en estructuras periódicas. Usando los resultados obtenidos en este análisis, son definitivas las principales características de funcionamiento de estas estructuras. De la misma forma, a través de prototipos de aplicación y pruebas de concepto se corroboran experimentalmente los lineamientos propuestos para una estructura periódica basada en corps. uno de los principales campos donde puede tener gran éxito la aplicación de los conceptos relacionados con corps es el de las redes de formación de haz. Por este motivo, se plantea una metodología específica para el diseño de tales redes de formación basadas en los conceptos corps. Esta metodología es denominada corps-bfn. corps-bfn es útil, entre otros, en el diseño de sistemas phased array, en particular para aquellos relacionados a sistemas de múltiples haces. De hecho, con esta metodología pueden obtenerse importantes mejoras al ser aplicadas a sistemas de antenas de radiación directa (dras), así como en sistemas de antenas basados en reflectores. algunas de las mejoras que pueden obtenerse al aplicar esta metodología de diseño son resumidas a continuación: -mayor flexibilidad y versatilidad, dado que con esta metodología es posible la reconfiguración del sistema para amoldarse a especificaciones cambiantes. -reducción en la complejidad de los sistemas asociados, por ejemplo, reducción en la electrónica necesaria para controlar la agrupación de antenas y disminución en la complejidad de fabricación, especialmente, si hablamos de sistemas compuestos de un gran número de componentes. -mejora de las características básicas de radiación de las agrupaciones de antenas, en particular la resolución angular de un sistema de antenas puede ser drásticamente aumentada. Adicionalmente, la relación señal a ruido puede ser mejorada, el acoplo entre elementos puede ser disminuido y los lóbulos de difracción suprimidos. -reducción de las variables físicas del sistema (masa, peso, volumen, etc.) las aplicaciones de estos sistemas están muy ligadas a las necesidades actuales de comunicación, por ejemplo, los sistemas satelitales de última generación, las redes basadas en sistemas mimo y smart antenas pueden sacar ventaja de las teorías y metodologías aquí propuestas. Este documento puede dividirse fundamentalmente en dos partes: la primera parte del documento trata con la definición formal de las llamadas estructuras periódicas de radiación coherente. En esta parte del documento son establecidas las características básicas que deben tener dichas estructuras. De la misma forma, por medios experimentales se comprueban los conceptos establecidos para una estructura corps. la segunda parte del documento comienza con el planteamiento formal de la metodología de diseño corps-bfn. Un modelo matemático es desarrollado para calcular y predecir el funcionamiento ideal de una bfn de múltiples haces basado en esta metodología. Adicionalmente se presentan varios prototipos diseñados, construidos y medidos como prueba de concepto para un corps-bfn. finalmente, mediante una aplicación práctica son resumidas todas las características deseadas para un sistema de telecomunicaciones basado en la metodología de diseño corps-bfn.

 

Datos académicos de la tesis doctoral «The coherently radiating periodic structures and their applications in beam forming networks for multiple-beam systems«

  • Título de la tesis:  The coherently radiating periodic structures and their applications in beam forming networks for multiple-beam systems
  • Autor:  Diego Alexander Betancourt Quiñones
  • Universidad:  Pública de navarra
  • Fecha de lectura de la tesis:  11/09/2009

 

Dirección y tribunal

  • Director de la tesis
    • Carlos Del Río Bocio
  • Tribunal
    • Presidente del tribunal: bernard jean yves Jecko
    • José María González arbesu (vocal)
    • (vocal)
    • (vocal)

 

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