Diseño optimizado y análisis de un oscilador en banda X

Abstract

RESUMEN: En este Trabajo de Fin de Grado se aborda el diseño, análisis y caracterización experimental de un oscilador operando en la banda X. Esta banda comprende frecuencias entre los 7 GHz y los 12 GHz. Esta banda frecuencial se utiliza tanto para aplicaciones radar, comunicaciones por satélite, y comunicaciones inalámbricas, entre otros. Entre los objetivos del trabajo está la obtención de un diseño compacto y de bajo coste. Para ello se implementará el oscilador en tecnología híbrida, que aúna el uso de componentes activos, y pasivos discretos implementados en tecnología microstrip. El TFG abordará las distintas etapas del diseño, fabricación y medida de estos componentes. En la fase de simulación se utilizarán diferentes técnicas de análisis tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, así como técnicas complementarias desarrolladas por el grupo GISMR que permiten una optimización del diseño. Otro objetivo, previo a la fabricación y medida del oscilador, es la realización de simulaciones electromagnéticas para validar/contrastar los resultados obtenidos previamente mediante simulaciones de balance armónico. De manera adicional, también se llevará a cabo el análisis del ruido de fase del oscilador. Finalmente, se fabricará el prototipo con el diseño final (sustrato RO4003C) para su posterior caracterización y comparación con los resultados obtenidos en simulación.

ABSTRACT: This Final Degree Project deals with the design, analysis and experimental characterization of an oscillator operating in the X band. This band includes frequencies between 7 GHz and 12 GHz. This frequency band is used both for applications radar, satellite communications, and wireless communications, among others. Among the objectives of the work is obtaining a compact and low-cost design. For this, the oscillator will be implemented in hybrid technology, which combines the use of active components and discrete passive components implemented in microstrip technology. The TFG will address the different stages of the design, manufacture and measurement of these components. In the simulation phase, different analysis techniques will be used in both the time and frequency domains, as well as complementary techniques developed by the GISMR group that allow design optimization. Another objective, prior to the manufacture and measurement of the oscillator, is to carry out electromagnetic simulations to validate/contrast the results previously obtained through harmonic balance simulations. Additionally, the phase noise analysis of the oscillator will also be carried out. Finally, the prototype will be manufactured with the final design (RO4003C substrate) for its subsequent characterization and comparison with the results obtained in simulation.