Estudio de la propagación electromagnética en el interior de guías integradas en sustrato (SIW): aplicación al diseño de filtros con estructuras metamateriales

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio de la propagación electromagnética en el interior de guías de onda integradas en sustrato (SIW). Como punto de partida, se realiza un aprendizaje de la propagación electromagnética en el interior de una guía de onda rectangular llena de un material dieléctrico. Además, para poder analizar la respuesta de la guía se ve qué es y la importancia de la matriz de scattering. Con estos conocimientos básicos, se procede con la introducción de los parámetros que definen una SIW, sus reglas de diseño y el concepto de guía equivalente. Se hace una breve introducción de cómo funcionan las estructuras resonantes en el diseño de filtros para SIW, utilizando como ejemplo para el estudio de su comportamiento los anillos resonantes complementarios. Finalmente, se modela y simula la propagación del campo utilizando un software especializado, en el que se comprueba la viabilidad del uso de unas estructuras resonantes con una geometría en forma de rosetas en la aplicación de diseño de filtros en guías SIW.

This work presents a study of the electromagnetic propagation inside substrate integrated waveguides (SIW). As a starting point, a learning of the electromagnetic propagation inside a rectangular waveguide filled with a dielectric material is performed. In addition, in order to analyze the response of the waveguide, the importance of the scattering matrix is explained. With this basic knowledge, we proceed with the introduction of the parameters that define a SIW, its design rules and the concept of equivalent waveguide. A brief introduction is made on how resonant structures work in the design of SIW filters, using complementary split rings resonators as an example to study their behavior. Finally, the propagation of the electromagnetic field is modeled and simulated using specialized software, in which the feasibility of using resonant structures with a rosette geometry in the application of filter design in SIW guides is verified.