Diseño de un amplificador de microondas en tecnología microstrip para aplicaciones radar docentes

Abstract

El sistema radar a diseñar posee dos amplificadores situados uno en la etapa de transmisión y otro en la de recepción: El fin del presente proyecto es diseñar uno de estos dos amplificadores (que trabajará a la frecuencia de 2.8GHz) y que se podrá poner en cualquiera de las dos etapas ya que ambas trabajan en frecuencias muy cercanas. En este proyecto interesa que la señal llegue al blanco y vuelva hasta el radar con suficiente potencia como para poder se detectar cuál ha sido la desviación en frecuencia y así poder calcular la velocidad del blanco, por lo tanto interesa diseñar un amplificador de MTP (Máxima Transferencia de Potencia). Los objetivos fundamentales del presente proyecto se pueden resumir en los siguientes puntos: - Estudiar el diseño de un amplificador, basándonos en un proyecto anterior, desarrollado en esta Universidad, donde se diseña un amplificador de mínimo ruido. - Establecer las características de diseño para un amplificador de máxima transferencia de potencia a partir del amplificador anterior. - Diseñar un amplificador de máxima transferencia de potencia a la frecuencia de trabajo fijada en este proyecto (2.8GHz). - Usar software de análisis circuital, Microwave Office, para confirmar el diseño y poder simularlo para tener una idea de los resultados que se van a obtener. - Fabricar el amplificador de MTP en un circuito impreso. - Medir sobre el circuito creado para saber cuáles son las características de amplificación que realmente se obtienen. Se propone el diseño y caracterización de un sistema radar para docencia y divulgación. Para ello se emplearán tanto circuitos comerciales de bajo coste, como elementos y técnicas de fabricación y medida disponibles en la UPCT. La idea principal es que el amplificador diseñado trabaje en la banda S (que comprende entre 2 y 4GHz), concretamente a 2.8GHz y además que sea de máxima ganancia o máxima transferencia de potencia (MTP), ya que la señal transmitida debe tener la suficiente potencia para llegar hasta el blanco y regresar al radar, donde se mediría su desviación en frecuencia para calcular la distancia a la que se encuentra dicho blanco o la velocidad a la que se desplaza. El coste de este amplificador debe ser bajo, ya que su uso va a ser únicamente en prácticas de laboratorio y no en aplicaciones que requieran gran precisión, por lo que para implementarlo se usará un sustrato, línea microstrip, y componentes concentrados para la frecuencia de trabajo (cuyos valores habrá que calcular durante el transcurso del proceso de diseño). Esto garantiza obtener un amplificador con un bajo coste.