Tesis doctoral de María Alonso Del Pino
La banda de terahercios es la porción del espectro electromagnético que cubre un rango de frecuencias entre 300 ghz y 3 thz. Este rango frecuencial ha demostrado un gran potencial en la adquisición de imágenes gracias al compromiso entre resolución espacial y penetración que ofrece; sin embargo, este salto a altas frecuencias conlleva muchas dificultades tecnológicas en todos los subsistemas de generación, transmisión y detección de señales. Las restricciones de potencia y las altas pérdidas que experimentan los receptores y fuentes a estas frecuencias requieren que los sistemas tengan un alto nivel de integración entre todos los elementos de estos sistemas y subsistemas. Por tanto, las antenas que se necesitan para estos sistemas deben fabricarse e integrarse con las demás tecnologías de detección y dispositivos de conversión de potencia que se utilizan en los terminales de estos sistemas. Esta tesis doctoral se centra en el desarrollo de agrupaciones de antenas integradas en la banda de terahercios para la adquisición de imágenes, usando geometrías en campo cercano y en matrices de plano focal (fpa), poniendo un especial énfasis en las tecnologías y las capacidades de fabricación que están actual o potencialmente disponibles. la primera parte de la tesis se centra en el estudio de agrupaciones de antenas planas, llamadas retinas, para un sistema de adquisición de imágenes en campo cercano basado en técnicas de dispersión modulada (mst) a frecuencias milimétricas y submilimétricas. Se ha seleccionado el sistema utilizado su habilidad de adquirir imágenes a alta velocidad y porque no necesita líneas de distribución a alta frecuencia. Sin embargo, conlleva varias dificultades: la selección de una geometría de antena que pueda conseguir una alta eficiencia y, la selección de un elemento activo adecuado, así como su integración con la antena. En esta tesis se abordan y estudian todos estos desafíos en profundidad, además de desarrollarse una metodología de diseño que comprende todos estos aspectos del sistema. Se analizan y cuantifican las pérdidas debidas a la propagación de modos en los sustratos que experimentan las antenas planas a frecuencias milimétricas y submilimétricas; asimismo, se desarrolla una geometría que reduce este problema de forma significativa. Se estudian distintas tecnologías de conmutación, diodos pin, diodos schottky y rf_mems, mediante el desarrollo de tres prototipos de retina, los cuales se han fabricado utilizando procesos de fabricación de alta precisión como la micro-fabricación láser y la fotolitografía. Para validar las diferentes premisas presentadas se han fabricado y montado distintas configuraciones de medida. la segunda parte de la tesis se orienta al estudio de matrices de plano focal (fpa) integradas. La demanda de desarrollo de fpa a frecuencias submilimétricas es muy alta debido al enorme progreso que han experimentado los receptores integrados heterodinos. Para estos receptores integrados multicapa se ha desarrollado una antena leaky con una micro-lente de silicio que ofrece una integración elevada entre los componentes y la posibilidad de fabricación en paralelo, así como una directividad muy alta que permite la iluminación eficiente de un reflector. Esta tesis presenta la metodología de diseño detallada para esta antena, así como el desarrollo de dos prototipos utilizando dos técnicas de fabricación: micro-fabricación láser y fabricación con procesos fotolitográficos. Asimismo, se ha efectuado un estudio de las aberraciones de la lente fabricada para evaluar su comportamiento y rendimiento. Por último se han realizado un conjunto de medidas de diagrama de radiación de estos prototipos para evaluar el rendimiento de estas antenas y sus posibilidades de utilización como fpa.
Datos académicos de la tesis doctoral «Terahertz integrated antenna arrays for imaging applications«
- Título de la tesis: Terahertz integrated antenna arrays for imaging applications
- Autor: María Alonso Del Pino
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 25/10/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- LLuis Jofre Roca
- Tribunal
- Presidente del tribunal: fernando Las heras andrés
- josep Parrón granados (vocal)
- (vocal)
- (vocal)