Covering THz Gap using photomixers techonologies: arrays and new antenna topologies

• Autores: Alejandro Rivera Lavado
• Directores de la Tesis: Luis Enrique García Muñoz (dir. tes.), Antti Räisänen (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Zoya Popovic (presid.), Luis Emilio Garcia Castillo (secret.), Cyril Luxey (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Multimedia y Comunicaciones por la Universidad Carlos III de Madrid y la Universidad Rey Juan Carlos
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología electrónica
      • Antenas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • El objetivo de esta tesis es el diseño y construcción de generadores de señal de terahercios basados en fotomezcladores de bajo coste y que funcionen a temperatura ambiente. Como se explica en la introducción, existen muchas aplicaciones potenciales a frecuencias comprendidas entre los 100 GHz y 1.000 GHz. Propuestas en el campo de la seguridad, radioastronomía y medicina, entre otros, han sido consideradas y evaluadas. Algunas de ellas han comenzado a ser explotadas comercialmente, por ejemplo, en la detección de armas y explosivos ocultos en puestos de control y seguridad. No obstante, todavía existe un nicho, el de la electrónica de consumo (comunicaciones, entretenimiento, etc), en el que las frecuencias de esta banda no son utilizadas por su alto coste.

    En una primera parte, se analizan distintos tipos de antenas planares que son especialmente atractivas para ser integradas con dispositivos fotomezcladores generadores de terahercios. El efecto de los sustratos semiconductores en sus propiedades de radiación es analizado en profundidad. Así mismo, se estudian las principales familias de dispositivos fotomezcladores.

    A continuación, se propone el uso de antenas dieléctricas combinadas con este tipo de fuentes. Con esto, se pretende evitar el uso de lentes dieléctricas de alto costo sin reducir drásticamente la cantidad de potencia de terahercios radiada por la fuente. Se propone un diseño de antena dieléctrica que permitiría aprovechar el ancho de banda de este tipo de generadores, comenzando en los 50-60 GHz hasta por encima del terahercio.

    Este tipo de antenas dieléctricas ofrece la posibilidad de combinar varios generadores a fin de cumplir dos objetivos: incrementar la potencia disponible y escanear electrónicamente en uno o dos planos. Se propone el uso de nanotubos de carbono para la realización de desfasadores controlados electrónicamente, componente imprescidible para arrays de escaneo electrónico.

    Finalmente, se estudia la capacidad de este tipo de antenas de actuar como acoplos de campo cercano en resonadores. Como ejemplo de aplicación, se propone su uso en un receptor de terahercios cuya sensibilidad, no limitada por el ruido térmico, llega al límite cuántico, esto es, la detección de fotones de terahercios.