Análisis de resultados y conclusiones para la SSFR pasiva

En la fig. 5.1 se define una convención para identificar las posiciones de los capacitores interdigitales y la zona de alrededor correspondiente de la SSFR en las fotografías de las figs. 5.2 – 5.6. En estas figuras se muestran los detalles de construcción en la vecindad de cada capacitor interdigital de los miembros de la SSFR con el comportamiento de la tabla 3.1, así como la comparación gráfica entre los resultados simulados y los resultados obtenidos experimentales. Hubo necesidad de resimular en CST para mejorar la exactitud numérica de los resultados, por lo que estos difieren ligeramente de los presentados en la tabla 3.1. Las zonas brillantes en las fotografías son debidas a la pasta de plata que se empleó para sellar manualmente el espacio entre el circuito de la SSFR y el borde del hueco de la guía de onda que rodea al circuito. A excepción de los resultados correspondientes a = 0.1 ocurre un corrimiento de la hacia un valor superior del valor medido respecto al simulado. Las diferencias presentadas entre los valores medidos y simulados se explicarán considerando de nuevo como en el Cap. 3, a los miembros de la SSFR en los extremos de la banda de frecuencias, a saber con = 0.1 = 0.9 . Nótese que el mismo razonamiento para explicar el comportamiento con = 0.9 es posible aplicarlo para = 0.305, 0.57 0.675 .

Análisis para SSFR con = 0.9 .

La hipótesis es que un sobre ataque en el cobre durante el proceso de fabricación produjo que la curva de | 22| se desplazara hacia valores superiores de frecuencia. Para demostrarlo se sobreponen las fotos de la estructura de la fig. 5.6 con las máscaras correspondientes del Apéndice A, con el fin de estimar cambios dimensionales provocados por el sobre ataque obteniéndose:

1) La apertura anular aumentó 20μ en relación a su valor simulado, es decir = 1 → 1.020 . 2) La distancia entre las placas adyacentes de cada CIDC aumentó 20μ en relación a su valor

simulado, es decir = 0.2 → 0.220μ .

3) El ancho de cada placa disminuyó 20μ en relación a su valor simulado, es decir = 0.1 → 0.080μ .

136 Si bien los cambios (2) y (3) no fueron los mismos individualmente para los cuatro CIDC los valores

presentados son un promedio de los estimados.

Para cada cambio se realizan simulaciones adicionales en CST, encontrándose que el cambio (1) no tiene ningún efecto en la curva original simulada de | 22| en color rojo presente en la fig. 5.6. Otra simulación que considera ambos cambios dimensionales (2) y (3) justifica muy bien los resultados medidos como se ve en la fig. 5.7 demostrando el efecto del sobre ataque en la SSFR con = 0.9 .

Fig. 5.1 Notación para poder comprender las fotografías de las figs. 5.2 – 5.6.

CIDC_1 CIDC_2 CIDC_5 CIDC_6

137 ≅ 4.5 ∶ 1

Fig. 5.2 Resultados de la SSFR con = 0.1 .

138 ≅ 4.5 ∶ 1

Fig. 5.3 Resultados de la SSFR con = 0.305 .

139 ≅ 4.5 ∶ 1

Fig. 5.4 Resultados de la SSFR con = 0.570 .

140 ≅ 4.5 ∶ 1

Fig. 5.5 Resultados de la SSFR con = 0.675 .

141 ≅ 4.5 ∶ 1

Fig. 5.6 Resultados de la SSFR con = 0.9 .

142 Fig. 5.7 Efecto del sobre ataque de cobre en los resultados medidos de la SSFR con = 0.9 . En términos físicos el aumento que hubo en la distancia de separación de las placas en los CIDC redujo al

campo eléctrico por lo cual se redujo la capacitancia, y la disminución en el ancho de las placas reduce el número de cargas superficiales inducidas reduciendo también a la capacitancia. Un valor menor de esta hizo que la fuera más grande que lo esperado en la fig. 5.6.

Análisis para SSFR con = 0.1 .

En este caso no es posible explicar las desviaciones entre las curvas simulada y medida de la fig. 5.2, mediante un sobre ataque porque hubo una reducción en . Cambios dimensionales en la dirección

contraria en el análisis anterior explicarían la reducción en , pero físicamente no pueden ser producidos por un sobre ataque. El proceso de fabricación no es perfecto, la SSFR en cuestión estaba doblada y requirió de una calza adicional en la alineadora de máscaras, esto deformó también a la misma máscara que se colocó sobre ella, entonces la luz ultravioleta no incidió uniformemente en la máscara, provocando sombras que finalmente se grabaron en la SSFR. El efecto neto fueron cambios dimensionales en la dirección contraria del análisis anterior, lo que condujo a una reducción en . Esta justificación

143 Fig. 5.8 Efecto del desalineamiento introducido en las máscaras en los resultados medidos de la SSFR con

= 0.1 .

Modelos eléctricos equivalentes corregidos.

Los modelos eléctricos equivalentes preliminares vistos en la sección 3.4 para la SSFR con = 0.1 , ver las figs. 3.15b y 3.19a, y para la SSFR con = 0.9 , ver las figs. 3.18b y 3.19b deben corregirse a la luz de las mediciones realizadas, curvas en color negro de las figs. 5.1 y 5.5 . Empleando el mismo método de modelado visto en la sección 3.4 se obtienen los modelos siguientes finales corregidos de las figs. 5.8 y 5.9. Los valores de los componentes circuitales para la SSF sin los capacitores son los mismos que los obtenidos en la sección 3.4, mientras que los valores de los componentes asociados al elemento reconfigurador fueron ajustados en ADS.

144 Fig. 5.8 Modelo final acorde con el experimento para la SSFR con = 0.1 .

145 Fig. 5.9 Modelo final acorde con el experimento para la SSFR con = 0.9 .

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