[en] The increasing demands of the market are the stimulus that spurs on technological improvement and innovation in the telecommunication sector. The recent arrival of 5G wireless technology promises better communication services with data rates 20 times faster than 4G, providing a level of connectivity never seen before. The fulfillment of 5G goals is imposing a great challenge on every building block of mobile handsets and cellular networks. The services in the new generation require more bandwidth, and the wireless devices will coexist in a complex environment that includes more components with better performance and smaller size. That is a reality, especially for filtering systems. The best-suited technology for resonators in mobile communications filters is the acoustic wave. The stringent technological constraints are pushing this technology to be more reliable, achieve better performance, and improve higher interference mitigation in an already overcrowded spectrum. Due to the complexity of the filter design process, a vital part of it is entrusted to optimization software tools. However, It is a time-consuming task that may prolong the process for too long before obtaining the final network. The main objective of this thesis is to offer mathematical tools to provide the required topology straightforwardly and also to obtain the best initial design, a starting point that facilitates the optimization software to find the filtering solution easily. The most common filter topology is the ladder network. To the date, synthesis methodologies allow defining their fundamental characteristics during the design process with a very low computational cost. To obtain filter responses that fulfill technological and performance design, it is often necessary to modify the classic ladder structure by adding reactive elements or creating couplings between some blocks of the filter that a ladder structure does not contemplate, and no synthesis method can provide. In other circumstances, those couplings may appear due to manufacturing defects, causing severe deterioration of the filter response. The aim of this work is to develop advanced synthesis techniques to generate topologies that include cross-couplings and external elements to address the most useful non-standard filter network configurations. Leveraged on these methodologies, new topologies are proposed to cope with technological limitations. Another aspect of the filter design process is the phase control network. With it, it is possible to modify the network element values, adapt standalone filters for multiplexer configurations, and assure the feasibility of the filter after bandpass denormalization. Such control is crucial for acoustic wave technology, which is very sensitive to any phase variations introduced with respect to the originally designed. This document describes an effective method to control the network phase to achieve the mentioned goals adequately.

[es] Las crecientes demandas del mercado son el acicate para las mejoras tecnológicas y la innovación en el sector de las telecomunicaciones. La reciente llegada de la quinta generación de móvil 5G promete mejores servicios de comunicación, con velocidades de datos 20 veces más rápidas que la 4G, proporcionando un nivel de conectividad nunca antes visto. El cumplimiento de los objetivos de 5G están suponiendo un gran desafío para cada componente de los dispositivos y redes de telefonía móvil. Los servicios de la nueva generación necesitan más ancho de banda para unos dispositivos inalámbricos que han de coexistir en un entorno complejo, en el que habrá un mayor número de componentes, con mejor rendimiento y menor tamaño. Esa es la realidad de los sistemas inalámbricos, especialmente, los sistemas de filtrado. La tecnología más adecuada para los filtros de comunicaciones móviles es la basada en resonares acústicos. Las estrictas limitaciones tecnológicos están empujando a esta tecnología a alcanzar nuevas cotas de fiabilidad, lograr un mayor rendimiento y mejorar la supresión de interferencias en un entorno con un espectro radioeléctrico saturado. Debido a la complejidad del proceso de diseño de filtros, una parte crucial es confiada a herramientas de optimización. Sin embargo, es una tarea que necesita una cantidad de tiempo considerable, y puede prolongar demasiado el proceso de diseño. El principal objetivo de esta tesis es ofrecer un conjunto de herramientas matemáticas para proporcionar la topología necesaria directamente, y también para obtener el mejor diseño inicial, un punto de partida que facilite al software de optimización la búsqueda de una solución adecuada. La topología de filtros más común es la ladder. Hoy en día, las metodologías de síntesis permiten definir las características fundamentales de un filtro con un coste computacional muy bajo. Para obtener diseños que cumplan con los requisitos tecnológicos y de rendimiento, a menudo es necesario modificar la estructura clásica del ladder agregando elementos reactivos o creando acoplamientos internos que un filtro ladder no contempla, y que ningún método de síntesis es capaz de proporcionar. Dichos acoplamientos también podrían aparecer debido a defectos de fabricación, provocando un grave deterioro de la respuesta del filtro. El objetivo de este trabajo es desarrollar técnicas de síntesis avanzadas con las que crear topologías que incluyan acoplamientos cruzados y elementos externos para crear configuraciones de filtros no convencionales más útiles. Aprovechando estas metodologías, se han propuesto nuevas topologías para hacer frente a las limitaciones tecnológicas. Otro aspecto del proceso de diseño de filtros es el control de la fase. Con él, es posible modificar los valores de los elementos de la red, adaptar filtros para ser capaces de trabajar en configuraciones de multiplexores, y asegurar su viabilidad después de la desnormalización paso banda. Debido a la gran sensibilidad a cualquier variación de la fase introducida sobre el filtro original, tal control es crucial para tecnologías acústicas. Este documento describe un método para controlar de forma efectiva la fase de la red a fin de lograr adecuadamente los objetivos marcados para un filtro determinado.