[ES] En los últimos años, se ha observado un crecimiento exponencial en los nuevos sistemas de comunicaciones,
entre los cuales se destacan las comunicaciones inalámbricas y espaciales. Este fenómeno
ha generado un incremento significativo en los requisitos de los sistemas de radiofrecuencia. Este aumento
no solo se refiere a la respuesta eléctrica de dichos sistemas, sino también a otros parámetros
de importancia, tales como el peso, el coste, el volumen y la integrabilidad con otras tecnologías.
Con el propósito de cumplir con estos requisitos emergentes, los circuitos integrados en substrato,
específicamente los denominados Circuitos Integrados en Substrato Vacío (Empty Substrate Integrated
Circuits (ESIC)), se presentan como una solución altamente prometedora. Estos circuitos son reconocidos
por su bajo coste, ligereza y facilidad de integración, preservando al mismo tiempo su eficacia
en términos de respuesta eléctrica. La principal ventaja de esta tecnología radica en la capacidad de
incorporar tanto componentes activos como pasivos, así como antenas, utilizando el mismo substrato
o combinando varios de ellos mediante procesos de fabricación planar estándar. La naturaleza vacía
de estos circuitos posibilita la implementación de componentes de alto rendimiento sin comprometer
las características previas.
En este contexto, la presente tesis doctoral se propone como objetivo central la investigación, diseño,
desarrollo y fabricación de antenas y nuevos componentes de microondas utilizando tecnologías
vacías integradas en substrato, con enfoque en aplicaciones para satélites de dimensiones reducidas.
La tesis abordará la exploración de nuevos componentes de microondas comúnmente presentes en las
cargas útiles de satélites, tales como filtros, transiciones entre tecnologías planares, divisores, entre
otros, así como antenas, tanto como elementos individuales, y en agrupaciones. Estas investigaciones
se realizarán en el marco de las mencionadas tecnologías emergentes, con la finalidad de lograr un
grado de miniaturización, dispositivos altamente eficientes, y de bajo perfil manteniendo sus características
esenciales y obteniendo respuestas mejoradas en comparación con soluciones previamente
conocidas.
La combinación global de los dispositivos y antenas propuestos en la tesis doctoral abre nuevas posibilidades
en las tecnologías vacías integradas en substrato, contribuyendo potencialmente a mejorar
la capacidad, robustez y compacidad de los sistemas de comunicaciones emergentes. / [CA] En els darrers anys, s'ha observat un creixement exponencial en els nous sistemes de comunicació,
entre els quals destaquen les comunicacions sense fils i espacials. Aquest fenomen ha generat un
increment significatiu en els requisits dels sistemes de radiofreqüència. Aquest augment no només es
refereix a la resposta elèctrica d'aquests sistemes, sinó també a altres paràmetres d'importància, com
ara el pes, el cost, el volum i la integrabilitat amb altres tecnologies.
Amb la finalitat de complir amb aquests requisits emergents, els circuits integrats en substrat,
específicament els anomenats Circuits Integrats en Substrat Buit (ESiC), es presenten com una solució
altament prometedora. Aquests circuits són reconeguts pel seu baix cost, lleugeresa i facilitat
d'integració, alhora que preserven la seva eficàcia en termes de resposta elèctrica. La principal avantatge
d'aquesta tecnologia radica en la capacitat d'incorporar tant components actius com passius, així
com antenes, utilitzant el mateix substrat o combinant-ne diversos mitjançant processos de fabricació
planar estàndard. La naturalesa buida d'aquests circuits possibilita la implementació de components
d'alt rendiment sense comprometre les característiques prèvies.
En aquest context, la present tesi doctoral es proposa com a objectiu central la investigació, disseny,
desenvolupament i fabricació d'antenes i nous components de microones utilitzant tecnologies
buides integrades en substrat, amb un enfocament en aplicacions per a satèl·lits de dimensions reduïdes.
La tesi abordarà l'exploració de nous components de microones comuns en les càrregues útils de
satèl·lits, com ara filtres, transicions entre tecnologies planars, divisors, entre altres, així com antenes,
tant com a elements individuals com en agrupacions. Aquestes investigacions es duran a terme en el
marc de les esmentades tecnologies emergents, amb la finalitat d'assolir un grau de miniaturització,
dispositius altament eficients i de baix perfil, mantenint les seves característiques essencials i obtenint
respostes millorades en comparació amb solucions prèviament conegudes.
La combinació global dels dispositius i antenes proposats en la tesi doctoral obre noves possibilitats
en les tecnologies buides integrades en substrat, contribuint potencialment a millorar la capacitat,
robustesa i compacitat dels sistemes de comunicació emergents. / [EN] In recent years, there has been an exponential growth observed in emerging communication systems,
among which wireless and space communications stand out prominently. This phenomenon has
led to a significant increase in the requirements of radiofrequency systems. This escalation pertains not
only to the electrical response of such systems but also extends to other critical parameters, including
weight, cost, volume, and integrability with other technologies.
In order to meet these emerging requirements, integrated circuits on substrate, specifically those
Empty Substrate Integrated Circuits (ESIC), emerge as a highly promising solution. These circuits are
acknowledged for their low cost, lightweight nature, and ease of integration, while simultaneously preserving
their effectiveness in terms of electrical response. The primary advantage of this technology
lies in its capability to incorporate both active and passive components, as well as antennas, utilizing
the same substrate or combining multiple substrates through standard planar manufacturing processes.
The empty nature of these circuits enables the implementation of high-performance components
without compromising their inherent characteristics.
In this context, the central objective of this doctoral thesis is to investigate, design, develop, and
manufacture antennas and new microwave components using empty substrate integrated technologies,
with a focus on applications for small-scale satellites. The thesis will address the exploration of
new microwave components commonly found in satellite payloads, such as filters, transitions between
planar technologies, dividers, among others, as well as antennas, both as individual elements and in
arrays. These investigations will be conducted within the framework of the aforementioned emerging
technologies, aiming to achieve a degree of miniaturization, highly efficient devices, and low profile
while maintaining essential characteristics and obtaining improved responses compared to previously
known solutions.
The collective integration of the proposed devices and antennas in this doctoral thesis opens up
new possibilities in empty substrate integrated circuits, potentially contributing to enhancing the capacity,
robustness, and compactness of emerging communication systems. / Herraiz Zanón, D. (2024). Antenas y componentes de microondas para satélites de dimensiones reducidas utilizando tecnologías vacías integradas en substrato [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204589
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/204589 |
| Date | 23 May 2024 |
| Creators | Herraiz Zanón, David |
| Contributors | Belenguer Martínez, Ángel, Esteban González, Héctor, Universitat Politècnica de València. Departamento de Comunicaciones - Departament de Comunicacions |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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