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A novel technique for the full-wave analysis of 3-D complex waveguide devices is presented. This new formulation, based on the Boundary Integral-Resonant Mode Expansion (BI-RME) method, allows the rigorous full-wave electromagnetic characterization of 3-D arbitrarily shaped metallic structures making use of extremely low CPU resources (both time and memory). The unknown electric current density on the surface of the metallic elements is represented by means of Rao-Wilton-Glisson basis functions, and an algebraic procedure based on a singular value decomposition is applied to transform such functions into the classical solenoidal and nonsolenoidal basis functions needed by the original BI-RME technique. The developed tool also provides an accurate computation of the electromagnetic fields at an arbitrary observation point of the considered device, so it can be used for predicting high-power breakdown phenomena. In order to validate the accuracy and efficiency of this novel approach, several new designs of band-pass waveguides filters are presented. The obtained results (S-parameters and electromagnetic fields) are successfully compared both to experimental data and to numerical simulations provided by a commercial software based on the finite element technique. The results obtained show that the new technique is specially suitable for the efficient full-wave analysis of complex waveguide devices considering an integrated coaxial excitation, where the coaxial probes may be in contact with the metallic insets of the component., This work was supported by the Ministerio de Economia y Competitividad, Spanish Government, under the Research Projects TEC2013-47037-C5-1-R and TEC2013-47037-C5-4-R.

Número de publicación: ES2478416 A1. También publicado como: ES2478416 B2. Número de solicitud: P201430026 Filtro paso-banda en guíaonda rectangular evanescente de doble canal donde en el interior de la guíaonda que es de anchura y altura invariante en toda su longitud que comprende al menos una pared metálica dispuesta perpendicularmente respecto del plano horizontal de la guíaonda de tal forma que la guíaonda queda dividida en al menos dos canales evanescentes dispuestos en paralelo entre sí; y que además comprende una pluralidad de postes metálicos y de perfil redondeado, dispuestos perpendicularmente a la citada pared metálica. Universidad Politécnica de Cartagena

A technique for the accurate computation of the time domain electromagnetic fields radiated by a charged distribution traveling along an arbitrarily shaped waveguide region is presented. Based on the transformation (by means of the standard Fourier analysis) of the time-varying current density of the analyzed problem to the frequency domain, the resulting equivalent current is further convolved with the dyadic electric and magnetic Green's functions. Moreover, we show that only the evaluation of the transverse magnetic modes of the structure is required for the calculation of fields radiated by particles traveling in the axial direction. Finally, frequency domain electric and magnetic fields are transformed back to the time domain, just obtaining the total fields radiated by the charged distribution. Furthermore, we present a method for the computation of the wakefields of arbitrary cross-section uniform waveguides from the resulting field expressions. Several examples of charged particles moving in the axial direction of such waveguides are included., The authors would like to thank ESA/ESTEC for having cofunded this research activity through the Network Partnering Initiative program and through the project "Multipactor Analysis in Planar Transmission Lines" (contract 20841/08/NL/GLC). We also are grateful to the Spanish government and the local Council of Murcia for their support through the projects CICYT Ref. TEC2010-21520-C04-04 and SENECA Ref. 08833/PI/08, respectively.

En este artículo presentamos una nueva concepción de filtro paso bajo en tecnología guia onda para sistemas de comunicaciones espaciales. La novedad principal es el empleo de postes capacitivos circulares, en lugar de utilizar la típicas corrugaciones de los filtros tradicionales. La nueva estructura puede mejorar el comportamiento ante fenómenos de alta potencia (multipactor o corona), al evitar esquinas y gaps estrechos. También hemos adaptado una estrategia de diseño de filtros paso bajo utilizando técnicas de ecuación integral, con el fin de tener en cuenta de manera precisa la geometría de los postes circulares, mucho más complejos de caracterizar que los típicos filtros basados en corrugaciones. En el artículo presentamos dos ejemplos de diseño, y los validamos utilizando herramientas de análisis comercial. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios. Ministerio de Educación y Ciencia, proyecto TEC2010-21520-C04-04

Número de publicación: 2 355 341 Número de solicitud: 201130200 Filtro paso-bajo en guía-onda rectangular usando postes circulares, caracterizado porque utilizan postes circulares como inversores de impedancia de tipo capacitativo, y el radio de cada poste circular introducido en la estructura es variable, con el fin de obtener los valores de inversores de impedancia requeridos para sintetizar la función de transferencia deseada. Universidad Politécnica de Cartagena

En esta comunicación vamos a presentar el análisis de nuevos metasustratos con anisotropía uniaxial, utilizando una técnica sencilla en el dominio espectral. El método es sencillo, pero da mucha información sobre el comportamiento de estos nuevos sustratos basados en metamateriales. Hemos utilizado esta técnica para estudiar el efecto de la anisotropía en las propiedades de estos nuevos sustratos. Demostramos por primera vez que controlando los parámetros de la anisotropía podemos ensanchar la banda de operación de ondas tipo leaky-wave, consiguiendo un apuntamiento casi constante con la frecuencia. El descubrimiento puede abrir las puertas al diseño de nuevas antenas leaky-wave con apuntamiento constante con la frecuencia, muy útiles en comunicaciones punto a punto y en aplicaciones radar. Fundación Séneca

A new full-wave electromagnetic analysis method based on the Boundary Integral Resonant Mode Expansion (BI-RME) is presented in this paper. The technique allows the computation of the broad band circuital response of arbitrarily shaped cavity filters. The coaxial excitation of this kind of filters is rigorously modeled by taking into account the high order modes on the coaxial aperture. A singular decomposition algebraic procedure has been implemented in order to obtain the solenoidal and non-solenoidal counterparts contributions of the electric current density inside the cavity needed by the BI-RME formulation. This method is simple and avoids some issues associated to star and loop based functions which are typically used for the same purpose. This work has been developed with financial support fromSENECA project Ref. 08833/PI/08, and CICYT project Ref.TEC2007-67630-C03.

En este artículo se presenta un estudio sobre la Ingeniería de la Dispersión en el dominio de las microondas. Para ello, se emplean líneas de transmisión basadas en metamateriales, que proporcionan un comportamiento dispersivo en un gran ancho de banda. Los dispositivos o fenómenos que se presentan son tanto guiados (usando líneas de transmisión) como radiados (empleando las estructuras metamateriales como antenas leaky-wave). A diferencia del estudio en régimen armónico que se suele realizar sobre los metamateriales, todos los novedosos efectos presentados son de banda ancha, listos para implementarse en los recientes sistemas de comunicaciones UWB. Ministerio de Educación y Ciencia y (Fundación Séneca de la Región de Murcia). Código: TEC2007-67630-C03-02 y beca FPU-AP2006-015, y (08833/PI/08).

En este artículo se presenta un estudio sobre la propagación y la radiación de pulsos temporales en líneas de transmisión basadas en metamateriales CRLH. Esta nueva tecnología proporciona nuevas y originales soluciones en los recientes sistemas de banda ancha UWB. Usando una nueva formulación en el dominio temporal, se proponen dos novedosas aplicaciones. En primer lugar, el empleo de una antena CRLH leaky-wave como un analizador de espectros en tiempo real (RTSA) para caracterizar señales desconocidas, y en segundo, el uso de un array de antenas para obtener un barrido cuasi-instantáneo del espacio con un haz tipo “lápiz”. Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia (España). Los autores desean agradecer a Mr. Shulabh Gupta el apoyo, tanto técnico como personal, prestado en la realización de este trabajo.

El rápido avance de la radio y televisión digital está haciendo que los ingenieros y técnicos tengan que adaptar sus equipos de medidas, sus técnicas de instalación, y los conceptos tecnológicos adquiridos, para adecuarse a los nuevos requerimientos y parámetros de calidad de los servicios. En este contexto, el artículo aborda desde una perspectiva práctica diversos aspectos interesantes que hay que tener en cuenta a la hora de planificar la correcta instalación de sistemas de recepción digitales. La exposición se realiza desde la utilización de dos equipos muy útiles para el ingeniero y el técnico de telecomunicación, como son el analizador de espéctros y el medidor de campo, y cómo deben interpretarse las medidas obtenidas con estos equipos.

In this work, we propose a novel technique based on neural networks, for the design of microwave filters in shielded printed technology. The technique uses radial basis function neural networks to represent the non linear relations between the quality factors and coupling coefficients, with the geometrical dimensions of the resonators. The radial basis function neural networks are employed for the first time in the design task of shielded printed filters, and permit a fast and precise operation with only a limited set of training data. Thanks to a new cascade configuration, a set of two neural networks provide the dimensions of the complete filter in a fast and accurate way. To improve the calculation of the geometrical dimensions, the neural networks can take as inputs both electrical parameters and physical dimensions computed by other neural networks. The neural network technique is combined with gradient based optimization methods to further improve the response of the filters. Results are presented to demonstrate the usefulness of the proposed technique for the design of practical microwave printed coupled line and hairpin filters.

A novel tunable microwave broadband resonator, inspired from optical laser systems, is presented. In contrast to usual harmonic resonators, the proposed device is based on broadband composite right/left-handed (CRLH) metamaterial lines. This line, configured as a resonator, provides nonuniform spectral resonances due to the nonlinear nature of its dispersion curve. This is exploited in the impulse-regime, where the input pulse spectrum is discretized inside the resonator, with different spectral separation as a function of the carrier frequency. This discretization leads to a pulse periodicity in time, with a tunable output time period. Based on the new broadband resonator features, a pulse rate multiplication device is proposed. This device provides an increase in the repetition rate of a periodic input pulse, with the additional advantage of repetition rate tunability. Este trabajo ha sido cofinanciado por el Ministerio de Educación y Ciencia (Proyecto: TEC2007-67630-C03-02, Beca: FPU-AP2006-015).

En esta comunicación pretendemos dar a conocer una iniciativa de fomento de la cultura científica y tecnológica dentro del área de Radioastronomía e Ingeniería de Telecomunicaciones, que se ha denominado proyecto ARIAM (Aula-taller de Radioastronomía e Ingeniería de Antenas y circuitos de Microondas). Esta iniciativa tiene como punto de inicio el desarrollo de un Radiotelescopio de microondas por parte de los alumnos de último cursos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT). El Radiotelescopio consta, básicamente, de una antena parabólica de unos 3 metros de diámetro, de un receptor de microondas de elevada sensibilidad y ganancia, y de un sistema de adquisición de datos y control del apuntamiento de la antena. Se trata de un proyecto de ingeniería complejo y de un reto tecnológico, que involucra el desarrollo de varios subproyectos de naturaleza multidisciplinar. Están implicadas áreas temáticas como la ingeniería de antenas, la ingeniería de circuitos de microondas, la instrumentación electrónica, la ingeniería mecánica, técnicas de adquisición y procesado digital de la señal, la ingeniería de control y de motores, la astrofísica… etc. La novedad y el interés docente estriban en que todos estos subproyectos están siendo dirigidos por profesores de la UPCT, y son desarrollados íntegramente por alumnos de esta misma Universidad, utilizando los conocimientos y los laboratorios disponibles en las instalaciones de la UPCT. Es la primera vez en España que un sistema tan complejo y tecnológicamente avanzado como un Radiotelescopio está siendo desarrollado íntegramente con recursos humanos y tecnológicos de una Universidad Pública. Un objetivo fundamental de esta iniciativa es el de trasladar a la sociedad murciana en general, y a los más jóvenes en particular, un mensaje claro y vital en estos momentos: nuestros actuales y futuros estudiantes universitarios tienen a su disposición los medios para adquirir los conocimientos y habilidades necesarias que permiten abordar proyectos tan interesantes como los que se describirán en la ponencia. En esta misma ponencia se resumirá el trabajo realizado hasta la fecha durante los cuatro años que lleva en marcha esta actividad. Se mostrarán los resultados obtenidos, tanto a nivel técnico como a nivel humano, haciendo hincapié en la respuesta que han dado los alumnos a esta propuesta y las habilidades que ellos mismos están desarrollando gracias a este proyecto. Cabe destacar el trabajo en equipo, el carácter multidisciplinar del mismo, el desarrollo de habilidades prácticas y competencias profesionales como el manejo de maquinaria de fabricación de circuitos y estructuras, o de instrumentación de testeo y ajuste de circuitos… etc. El Radiotelescopio será usado para difundir entre alumnos, profesores y público en general la tecnología que hace posible la concepción y puesta en marcha del mismo, así como la disciplina de la Radioastronomía, tan interesante como desconocida. Con este objetivo de difusión, todos los sistemas que están siendo desarrollados tienen una finalidad claramente divulgativa, buscando siempre la claridad de los conceptos que se pretenden transmitir. Asimismo, en la ponencia se describirán las posibilidades de ampliación y mejora del Radiotelescopio, de manera que se entienda por qué este proyecto está pensado para ser más que un mero instrumento de observación, parte de un aula-taller de aprendizaje y difusión de la tecnología de antenas y circuitos de alta frecuencia. Por supuesto, este Radiotelescopio además de para divulgación será usado para tareas científicas de observación del Universo, y en concreto para detectar las señales de microondas originadas por el hidrógeno atómico presente en las nebulosas que pueblan nuestra Galaxia. Además de ser un instrumento para astrofísicos y radioastrónomos profesionales, el Radiotelescopio estará a disposición de las asociaciones astronómicas amateurs regionales, como la Agrupación Astronómica de la Región de Murcia (AARM) o la Asociación Astronómica de Cartagena (AAC). Además, el Radiotelescopio formará parte del proyecto internacional SETI (Search of Extraterrestrial Intelligence), cuya misión es buscar posibles señales de radio extraterrestres que tengan un origen artificial. En la ponencia se mostrarán las bondades de este proyecto ARIAM para fomentar el interés por las carreras de Ciencia e Ingeniería en nuestra Región. Además, este proyecto cuenta con el apoyo de varias universidades del territorio nacional y del Instituto Astrofísico de Canarias, adquiriendo un carácter interterritorial. El desarrollo del Radiotelescopio de ARIAM ha sido financiado por la Fundación regional Séneca durante los años 2006, 2007 y 2008. El desarrollo de este Radiotelescopio no habría sido posible sin la financiación ofrecida durante los años 2006, 2007 y 2008 por la Fundación Regional Séneca [37]. De igual o mayor valor es la ilusión mostrada por todos los alumnos de la ETSIT de la UPCT que han colaborado o están colaborando en el proyecto ARIAM, los cuales nombramos por orden cronológico: Ricardo Alarcón Llamas (LNAs v1.0, curso 2005-2006), Pedro Enrique Ros Avilés (mixer v1.0, curso 2005-2006), Anna Kamasheva (LNA v2.0, curso 2006-2007), Gonzalo Peñafiel Beltrán (LNA v3.0, curso 2006-2007), Mónica Moragón Serano (oscilador, curso 2006-2007), Adrián Juan Heredia (bocina, curso 2006-2007), Francisco J. Sandoval Piqueras (mixer v2.0, curso 2006-2007), Javier Molero Madrid (sistema, curso 2007-2008), Jesús Mora Rodríguez (sistema, curso 2007-2008) y Marta Rodríguez García Rodríguez (sistema, curso 2007-2008). Asimismo, la dedicación de los profesores Fernando Quesada Pereira, Alejandro Álvarez Melcón, Jose María Molina García-Pardo, David Cañete Rebenaque y José Luis Gómez Tornero, de la ETSIT de la UPCT, ha sido vital para conseguir llegar hasta el punto en el que está el proyecto ARIAM.

In this paper, an efficient calculation of the Green’s functions inside multilayered shielded cavities with right isosceles-triangular cross-section is presented. The method is entirely developed in the spatial domain and it is based on image theory. The idea is to use the Green’s functions inside a multilayered shielded square box in order to accurately obtain the Green’s functions of the triangular structure. It is shown that the new algorithm is very robust, with limited computational effort. Cut-off frequencies and potential patterns of a triangular cavity have been calculated and compared to those obtain by other techniques showing very good agreement. Finally, a transversal filter inside a multilayered triangular shaped cavity is designed, manufactured and tested using the developed technique. Este trabajo ha sido cofinanciado por el Ministerio de Educación y Ciencia (Proyecto: TEC2007-67630-C03-02, Beca: FPU-AP2006-015).

Radomes are usually made of lossy dielectric materials, and their accurate analysis is often cumbersome because of their typical large electrical size and geometrical complexity. In real reflector antenna structures, there are always complex interactions between the radome, the reflector surfaces and the directional feeds, which are typically neglected for the sake of simplicity. In this paper we will consider all such interactions in a very accurate way, thus requiring a high number of unknowns for the numerical solution of the problem. To overcome such drawback, an integral equation formulation based on the Equivalence Principle in combination with the wavelet transform has been employed, obtaining finally a robust and accurate CAD tool for the rigorous analysis of arbitrarily shaped radomes containing continuous and discrete electromagnetic sources. It will be shown that the use of wavelet-like bases substantially improves the numerical efficiency and memory requirements of the original integral equation method. For verification purposes, the results obtained with the new technique are successfully compared with examples taken from the literature. Complex antenna structures are then discussed in order to prove the usefulness of the new method. This work has been supported by Ministerio de Educación y Ciencia, Spanish Government, under the Research Projects Ref. TEC2004/04313-C02-01 and TEC2004/04313-C02-02.

En este artículo se presenta una nueva familia de filtros de microondas, implementados en tecnología híbrida guiaonda-microstrip. Estos filtros combinan por primera vez la resonancia de la cavidad que encapsula al circuito, con la resonancia proporcionada por una línea microstrip impresa, obteniéndose diseños con máxima selectividad, compactos y ligeros, ideales para aplicaciones por satélite. Se incluyen también dos ejemplos de diseño de éstos novedosos filtros, que han sido fabricados y analizados, obteniéndose unos resultados satisfactorios que demuestran el valor práctico de la tecnología presentada. Ministerio de Educación y Ciencia (España) y la Fundación Séneca (Murcia).

In this paper a surface integral equation technique is employed for the analysis of inductive waveguide problems containing metallic or dielectric objects of arbitrary shape, focusing on the case where these objects are connected to the waveguide walls. Using the extinction theorem, the main problem is split into two problems. In the first one the parallel plate waveguide Green’s functions are used. Because of the choice of these functions, the side of the object touching the waveguide wall is not considered for discretization in a method of moments analysis. The second problem is applied inside the dielectric object, and uses the free space Green’s functions. It is shown that an additional spatial image is needed to impose the proper boundary conditions for the fields on the side touching the waveguide wall in the original problem. Results show the importance of including this additional image in the formulation for the correct behavior of the fields. With the proposed technique, the paper explores some alternatives for designing specific filter responses using dielectric posts inside cavity filters. Comparisons with a commercial finite elements tool demonstrate the accuracy of the proposed integral equation formulation. This work has been developed with support from the Spanish National Project (CICYT) with Ref TEC2004-04313-C02-02/TCM, and the Regional Seneca Project with Ref 02972/PI/05.

En este artículo revisamos las características más importantes relacionadas con la modulación empleada en el nuevo sistema de Televisión Digital Terrestre. Veremos las especificaciones más importantes, y revisaremos sus capacidades para rechazar señales indeseadas y evitar los efectos negativos de la propagación multitrayecto. A través de un programa de simulación estudiaremos, con un caso práctico, su robustez ante la interferencia de canales de televisión analógicos adyacentes.

IIn this paper, a spatial image technique is used to efficiently calculate the mixed potential Green’s functions associated with electric sources, when they are placed inside arbitrarily shaped cylindrical cavities. The technique is based on placing electric dipole images and charges outside the cavity region. Their strength and orientation are thencalculated by imposing the appropriate boundary conditions for the fields at discrete points on the metallic wall. A method for the assessment of the potentials accuracy is proposed, and several optimization techniques are presented. Three cavities are analyzed to demonstrate the usefulness of the techniques. The cutoff frequencies and potentials patterns are compared to those obtained by a standard finite elements technique, showing excellent agreement. Finally, a band-pass filter based on coupled lines is analyzed, demonstrating the practical value of the technique. This work has been developed with support from the Spanish National Project (CICYT) with reference TEC2004-04313-C02-02/TCM, and the Regional Seneca Project with reference 02972/PI/05