Título
Diseño, modelado y caracterización de arreglo de antenas microstrip para aplicaciones del internet de las cosas
Autor
KAREN NALLELY OLAN NUÑEZ
Colaborador
Roberto Stack Murphy Arteaga (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
The Internet of Things (IoT), also known as the Internet of Everything (IoE), is one of the most attention gathering developments in recent years. Generally speaking, IoT is a concept based on the interconnection of any device with any number of nearby devices. This interconnection is done wirelessly, by means of antennas. It is expected that with the development of IoT in health care applications, devices will have to communicate with a host of health institutions, by means of dedicated antennas. These antennas have to be precise, physically and electrically robust, efficient and economical, so that communication can be trustworthily established between any number of wireless devices. The type of antenna that has received more attention by research groups for many years are those based on microstrip technology, as they present many advantages over other types, in spite of their limitations. But these shortcomings have been the subject matter for many research teams all around the world, who have proposed novel and more versatile, reliable and efficient structures, both for individual antennas as well as for antenna arrays. In this work, the conception, design and fabrication of two-patch antenna arrays are presented. These include slot antennas on the ground plane of the same structure, in the manner of Defected Ground Structures (DGS), working at a central frequency of 5.8 GHz. This value was selected because there is less interference in this frequency range; it is an ISM band (Industrial, Scientific and Medical); it is license free; and it is suitable for IPv6 addressing. In addition, the central working frequency belongs to the UNII band (Unlicensed National Information Infrastructure- IEEE 802.11a), which covers the interval from 5.15 to 5.95 GHz, which is also license-free. The patch design was based on the empirical transmission line model. On the other hand, the design of the slot antennas was initially performed using an empirical model which considers the aperture as a discontinuity of the microstrip line. The dimensions of the structures were calculated based on both types of antennas; the influence of one on the other was determined through simulations using a full-wave numerical analysis program, and further corroborated by experiment.
El Internet de las cosas (IoT), también conocido como el Internet de todo (IoE,), es uno de los desarrollos más llamativos en los últimos años. En términos generales, IoT es un concepto basado en la interconexión de cualquier dispositivo con cualquier número de dispositivos cercanos. Esta interconexión se realiza de forma inalámbrica, mediante antenas. Se espera que con el desarrollo de IoT en aplicaciones de atención médica, los dispositivos tengan que comunicarse con una gran cantidad de instituciones de salud, por medio de antenas dedicadas. Estas antenas deben ser precisas, físicamente y eléctricamente robustas, eficientes y económicas, para que la comunicación pueda establecerse de manera confiable entre cualquier número de dispositivos inalámbricos. El tipo de antena que ha recibido más atención por parte de los grupos de investigación durante muchos años son los basados en la tecnología de microstrip, ya que presentan muchas ventajas sobre otros tipos, a pesar de sus limitaciones. Pero estas deficiencias han sido el tema de muchos equipos de investigación de todo el mundo, que han propuesto estructuras novedosas y más versátiles, confiables y eficientes, tanto para antenas individuales como para arreglos de antenas. En este trabajo, se presenta la concepción, diseño y fabricación de arreglos de antenas de dos parches. Estas incluyen antenas de ranura en el plano de tierra de la misma estructura, en la forma de estructuras de tierra defectuosas (DGS), que funcionan a una frecuencia central de 5.8 GHz.
Se seleccionó este valor porque hay menos interferencia en este rango de frecuencia; es una banda ISM (Industrial, Scientific and Medical); es libre de licencia; y es adecuada para direccionamiento IPv6. Además, la frecuencia de trabajo central pertenece a la banda UNII (Unlicensed National Information Infrastructure- IEEE 802.11a), que cubre el intervalo de 5,15 a 5,95 GHz, que también es libre de licencia. El diseño del parche se basó en el modelo empírico de línea de transmisión. Por otro lado, el diseño de las antenas de ranura se realizó inicialmente utilizando un modelo empírico que considera la apertura como una discontinuidad de la línea de microcinta. Las dimensiones de las estructuras se calcularon con base en ambos tipos de antenas; la influencia de uno en el otro se determinó mediante simulaciones utilizando un programa de análisis numérico de onda completa, y se corroboró mediante experimentos.
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
agosto de 2019
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Olan Nuñez, K. N., (2019), Diseño, modelado y caracterización de arreglo de antenas microstrip para aplicaciones del internet de las cosas, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
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