Leaky wave antennas, plasmonics and metamaterials in the terahertz

Abstract

La demostración del fenómeno de EOT en el rango de las milimétricas y las microondas y la presentación de la antena BE de onda de fuga en [53], propició el desarrollo de diversas antenas BE corrugadas, cada una de ellas con características físicas únicas y compartiendo como rasgo común su bajo perfil y características radiantes que igualaban, e incluso superaban, aquellas de antenas de bocina más volumétricas. En esta tesis se han presentado nuevos dispositivos de esta familia de antenas BE corrugadas de onda de fuga, cada una de ellas con el propósito de mejorar diseños previos o con la idea de demostrar nuevas capacidades. El empleo de una superficie sinusoidal y su comparación con una antena de corrugaciones rectangulares fue primeramente presentado. Se vio que el uso de esta geometría era igualmente válido para conseguir una antena eficiente y, además, se previó su uso en aplicaciones de alta potencia donde el efecto multipactor puede resultar dañino. Se ha presentado un trabajo en el cual se intentaba demostrar la validez de la configuración apertura lambda medios más corrugaciones en el terahercio. Mediante el análisis experimental de tal estructura, así como el análisis numérico de estructuras parecidas, se demostró su validez, así como se dio una explicación de la formación de los haces radiados en este tipo de estructuras. El empleo de antenas ligeras de alta ganancia y perfil reducido en aplicaciones tales como comunicaciones espaciales o vehículos aéreos no tripulados, como drones, ha atraído la atención de la comunidad de ingeniería y continuamente se anuncia la consecución de diversos tipos de estructuras para tales fines. En este trabajo, se ha presentado una antena fabricada mediante un proceso de estereolitografía y metalización, con el añadido del estudio analítico y desarrollo de la formulación necesarios para conseguir un haz que radie en una dirección inclinada respecto a la dirección normal a la superficie, a través del diseño adecuado del patrón corrugado. Basada en la demostración numérica de la mayor transmisión conseguible mediante el uso de corrugaciones más anchas de las hasta el momento utilizadas, e incluyendo una soft surface en la estructura, se diseñó y fabricó una antena miniaturizada de alta ganancia (resultando en una alta eficiencia de apertura), con lóbulos laterales bajos. Este dispositivo puede ser de interés para aplicaciones tales como las arriba comentadas (comunicaciones espaciales, drones…) debido a la alta ganancia que se consigue con dispositivos de volumen tan reducido y gran ligereza. Se ha mostrado la posibilidad de obtener diversos tipos estructuras interesantes basadas en una configuración similar en un amplio rango de frecuencias en el campo de las comunicaciones.