Low-cost manufacturing by fused filament fabrication of microwave waveguide passive devices for space applications

Presentación en poster de impresión 3D de guias de onda.

Ku band waveguide diplexer design for satellite communication. Implementation by additive manufacturing and experimental characterization

Gran cantidad de servicios de telecomunicación tales como la distribución de televisión o los sistemas de navegación están basados en comunicaciones por satélite. Del mismo modo que ocurre en otras aplicaciones espaciales, existe una serie de recursos clave severamente limitados, tales como la masa o el volumen. En este sentido, uno de los dispositivos pasivos más importantes es el diplexor del sistema de alimentación de la antena. Este dispositivo permite el uso de una única antena tanto para transmitir como para recibir, con la consiguiente optimización de recursos que eso supone. El objetivo principal de este trabajo es diseñar un diplexor que cumpla especificaciones reales de comunicaciones por satélite. El dispositivo consiste en dos estructuras filtrantes unidas por una bifurcación de tres puertas. Además, es imprescindible utilizar tecnología de guía de onda para su implementación debido a los altos niveles de potencia manejados. El diseño del diplexor se lleva a cabo dividiendo la estructura en diversas partes, con el objetivo de que todo el proceso sea factible y eficiente. En primer lugar, se han desarrollado filtros con diferentes respuestas – paso alto, paso bajo y paso banda – aunque únicamente dos de ellos formarán el diplexor. Al afrontar su diseño inicial, se lleva a cabo un proceso de síntesis teórica utilizando modelos circuitales. A continuación, los filtros se optimizan con técnicas de diseño asistido por ordenador (CAD) full-wave, en concreto mode matching. En este punto es esencial analizar las estructuras y su simetría para determinar qué modos electromagnéticos se están propagando realmente por los dispositivos, para así reducir el esfuerzo computacional asociado. Por último, se utiliza el Método de los Elementos Finitos (FEM) para verificar los resultados previamente obtenidos. Una vez que el diseño de los filtros está terminado, se calculan las dimensiones correspondientes a la bifurcación. Finalmente, el diplexor al completo se somete a un proceso de optimización para cumplir las especificaciones eléctricas requeridas. Además, este trabajo presenta un novedoso valor añadido: la implementación física y la caracterización experimental tanto del diplexor como de los filtros por separado. Esta posibilidad, impracticable hasta ahora debido a su elevado coste, se deriva del desarrollo de las técnicas de manufacturación aditiva. Los prototipos se imprimen en plástico (PLA) utilizando una impresora 3D de bajo coste y posteriormente se metalizan. El uso de esta tecnología conlleva dos limitaciones: la precisión de las dimensiones geométricas (±0.2 mm) y la conductividad de la pintura metálica que recubre las paredes internas de las guías de onda. En este trabajo se incluye una comparación entre los valores medidos y simulados, así como un análisis de los resultados experimentales. En resumen, este trabajo presenta un proceso real de ingeniería: el problema de diseñar un dispositivo que satisfaga especificaciones reales, las limitaciones causadas por el proceso de fabricación, la posterior caracterización experimental y la obtención de conclusiones.

A study of the non-uniform convergence of the inverse of a doubly-infinite matrix associated with a boundary value problem in a waveguide /

"Contract AF33(616)-6079 Project No. 9-(13-6278), Task No. 40572. Sponsored by: Aeronautical Systems Division"

Closely spaced transverse slots in rectangular waveguide /

"Contract AF33(616)-3220 Project No. 6(7-4600) Task 40572 Wright Air Development Center"

Coupling of antenna elements to a circular surface waveguide /

"Contract No. AF33(616)-310 RDO No. R-112-110 SR-6f2"

The finite range Wiener-Hopf integral equation and a boundary value problem in a waveguide /

"Contract No. AF33(616)-6079 Project No. 9-(13-6278) Task 40572. Sponsored by: Wright Air Development Center"

Coupled waveguide excitation of traveling wave slot antennas /

"Contract No. AF33(616)-3220 Project No. 6(7-4600) Task 40572 Wright Air Development Center"

Shower development and heating in the waveguide structure with an 800 Mev electron beam /

AEC Contract AT(04-3)-400.

Optical waveguide communications glossary /

Mode of access: Internet.

Highly thermally responsive hybrid in-fiber slab waveguide grating structure with a plastic core and a silica cladding

A 1.2(height)×125(depth)×500(length) micro-slot was engraved along a fiber Bragg grating by chemically assisted femtosecond laser processing. By filling epoxy and UV-curing, waveguide with plastic-core and silica-cladding was created, presenting high thermal responding coefficient of 211pm/°C.

Waveguide-saturable absorber fabricated by femtosecond pulses in YAG:Cr4+ crystal for Q-switched operation of Yb-fiber laser

A waveguide-saturable absorber with low propagation loss is fabricated by femtosecond pulses in YAG:Cr4+ crystal. Q-switch operation of a Yb fiber laser with the new saturable absorber having absorption saturation parameters similar to the bulk YAG:Cr4+ crystal is demonstrated.

Apodisation of photo-induced waveguide gratings using double-exposure with complementary duty cycles

We present a novel apodisation scheme for photo-induced waveguide gratings. The apodisation is implemented with double exposures that have reversely varying duty cycles. We have successfully applied the proposed scheme to remove the sidelobes of long period gratings (LPGs). We also observed for the first time super strong sidelobes in LPGs when creating them with only a single varying-duty-cycle exposure. The strong sidelobes can be well explained with a Mach-Zehnder interference model.