Síntesis de diagramas de radiación a partir de agrupaciones de antenas con o sin modulación en el tiempo utilizando técnicas estocásticas o cuasi-analíticas

Abstract

Todo el trabajo presentado en esta tesis se ha dividido en tres grandes apartados: en el primero de los cuales se han estudiado dos métodos de síntesis basados en los métodos estocásticos; en segundo lugar se han descrito varios métodos de síntesis analíticos o cuasi-analíticos y finalmente se abarca el estudio de una nueva técnica de síntesis que utiliza la modulación temporal en las excitaciones de los elementos radiantes. E En el capítulo 1 se han descrito dos métodos de síntesis estocásticos. El primero de ellos permite la obtención de diagramas de radiación de haz plano utilizando para ello una agrupación plana cuyo contorno ha sido optimizado con el "simulated annealing", SA. El segundo de los métodos estocásticos es un híbrido entre una técnica de optimización global, SA, y una local, ya que la optimización se realiza a partir de la programación convexa. Éste se ha aplicado a una agrupación lineal de elementos cuyas excitaciones son complejas para generar tanto diagramas suma simétricos como asimétricos. El cálculo de las posiciones se ha llevado a cabo con el SA mientras que el de las excitaciones (parte real y imaginaria) se realizó tratando este problema como convexo. La ventaja de este método híbrido es que permite optimizar los recursos del ordenador, obteniendo resultados de una forma muy rápida. En el capítulo 2 se han presentado varias alternativas para generar en un corto periodo de tiempo diagramas de radiación con un nivel de rizado y de lóbulos laterales controlados a partir de la utilización de agrupaciones lineales, planas o conformadas. La mayoría de estos métodos analíticos tienen en común que parten del muestreo de un diagrama de radiación más realista que el proporcionado por el método original de Woodward-Lawson (que considera un diagrama máscara con un rizado y SLL nulos) y en cuyas posiciones de muestreo se localizarán diagramas sinc(x) o diagramas de Taylor ponderados ambos por dichas muestras. Finalmente se exponen algunos métodos de síntesis cuasi-analíticos que permiten la síntesis de agrupaciones planas multihaz para aplicaciones de satélite. En el capítulo 3 se describe un nuevo método de síntesis que utiliza la modulación en el tiempo de las excitaciones de los elementos. Esta técnica utiliza interruptores entre la fuente de alimentación y cada uno de los elementos radiantes. Dichos interruptores permanecen cerrados o abiertos un cierto tiempo dentro de un periodo de forma que el diseñador de antenas pueda disponer de una herramienta más para sintetizar diferentes diagramas de radiación. Esta técnica permite trabajar con excitaciones uniformes y reconfigurar haces obteniendo por ejemplo un diagrama suma o diferencia. Se ha aplicado a la síntesis de agrupaciones lineales y conformadas de forma satisfactoria. Se ha demostrado matemáticamente la posibilidad de utilizar la modulación temporal para la transmisión de la señal. Por último se ha cuantificado y comparado matemáticamente las pérdidas asociadas a la existencia de armónicos al utilizar pulsos temporales rectangulares y trapezoidales.