Modulador de Banda Lateral Única y Portadora Suprimida - SSBSC- con conversión directa de Frecuencia Intermedia de 70MHz a banda ultra ancha de Microondas (2.5 a 10.5GHz)

Abstract

La ampliación del espectro utilizado en las comunicaciones inalámbricas demanda dispositivos de banda ancha que cubran rangos de frecuencia, cada vez más en el entorno de las frecuencias de Microondas (WiFI, WiMAX). De esta forma, dispositivos de gran anchura de banda podrían servir como elementos básicos de sistemas basados en bloques comunes sin más que conmutar filtros de entrada o servir para los futuros sistemas como el conocido UWB (Ultra Wide Band) que abarcaría un espectro entre 3,1 y 10,5GHz. El elemento clave para esta funcionalidad sería el conversor con gran anchura de banda y alto rechazo a señales no deseadas, tanto endógenas o del sistema (el OL por ejemplo) como exógenas (señales interferentes). Y dentro del conversor, la función clave básica ejecutada por el dispositivo mezclador: una traslación del espectro de la información tanto en sentido ascendente –conversor elevador- o en sentido descendente –conversor descendente-. Por otro lado, los equipos de radioenlaces punto a punto utilizan de manera reiterada el bloque conversor de frecuencias, tanto si se trata de conversores elevadores o moduladores como de conversores descendentes o receptores, incluyendo todos ellos sub-sistemas mezcladores que facilitan la traslación de frecuencias necesarias en cualquier sistema de comunicación. Por tanto, el estudio y la investigación de este tipo de dispositivos son de gran utilidad, tanto en el campo de los circuitos híbridos (MIC) como en el campo de los circuitos integrados (MMIC). El enfoque del trabajo incide en una visión de conjunto hasta llegar al conversor, abarcando todo el abanico de conocimiento que puede haber entre el nivel superior de sistema y la capa física, de modo que puede ser un trabajo complementario con el resto de líneas de investigación que se llevan a cabo en le seno del departamento, siempre en el campo genérico de la aplicaciones de RF y Microondas. Este enfoque ha permitido profundizar en varios aspectos fundamentales como el dominio de las herramientas de simulación, entre las que destaca ADS de Agilent que se ha empleado en profundidad tanto a nivel de sistema como a nivel físico, incluyendo simulaciones 2,5D por el Método de Momentos, contrastadas con medidas posteriores. Además, al incluir estas medidas se ha afianzado mucho el conocimiento del proceso de medición y caracterización de componentes y circuitos en el rango de las Microondas, proceso siempre delicado y de conocida dificultad. En el camino, se ha investigado sobre la utilización de materiales de bajo costo, como pueden ser el conocido sustrato FR-4 y los componentes de montaje SMD convencionales, en los dispositivos que se han fabricado en el rango de frecuencias del trabajo, entre 2,5 y 10,5GHz. También, se ha profundizado en la validez del uso de las nuevas técnicas de fabricación de circuitos impresos sin procesos de revelado y atacado químico, generadores de gran cantidad de residuos difícilmente reciclables, sustituyéndolos por circuitos fabricados por micro-mecanizado con máquinas de control numérico. El objetivo perseguido, ha sido el diseño de un conversor elevador de gran ancho de banda de funcionamiento y grandes rechazos de las señales principales no deseadas: BL y OL; en otras palabras, y siguiendo la terminología clásica de la Ingeniería de Sistemas de Transmisión, se trataría de un Modulador de Banda Lateral Única y Portadora Suprimida –Single SideBand Supressed Carrier en su acepción inglesa- con conversión directa de Frecuencia Intermedia de 70MHz a banda ultra ancha de Microondas (2.5 a 10.5GHz).