Diseño inverso e impresión 3D de un divisor de potencia de microondas multiport: un marco de diseño electromagnético...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de microondas
• Electromagnetismo
• Fabricación aditiva

Sus antecedentes:

• Los divisores de potencia de microondas multiport son esenciales para sistemas de alta frecuencia como los phased arrays.
• Los diseños tradicionales utilizan topologías fijas, lo que limita la adaptabilidad para diseños complejos o con muchos puertos.

Objetivo del estudio:

• Introducir un marco escalable de diseño inverso para divisores de potencia de microondas multiport.
• Permitir la compatibilidad directa con la impresión tridimensional para la fabricación de dispositivos personalizados.

Principales métodos:

• Combina la optimización basada en gradientes con simulaciones electromagnéticas adjuntas.
• Da forma automáticamente a los dispositivos dieléctricos para cumplir con los objetivos de forma de onda especificados en múltiples puertos de salida.
• Demostrado en un divisor de potencia de cuatro puertos de diez gigahercios fabricado mediante fusión de lecho de polvos poliméricos.

Principales resultados:

• Las simulaciones numéricas y las mediciones de guías de onda muestran una estrecha concordancia en la transmisión, reflexión y balance puerto a puerto.
• El dispositivo fabricado exhibe un rendimiento robusto a pesar de las tolerancias de fabricación.
• El enfoque es independiente de la topología y consciente de la fabricación.

Conclusiones:

• El marco permite prototipos económicos y escalado sistemático a dispositivos con muchos puertos.
• Establece una ruta general para integrar el diseño inverso y la impresión 3D en la ingeniería de microondas.
• Potencial de extensión a otros componentes de radiofrecuencia y onda milimétrica.