Diseño e implementación de una antena de diversidad de banda super ancha de cuatro puertos para comunicaciones en interiores

Este trabajo de titulación se desarrolló para mejorar la eficiencia y cobertura de comunicaciones inalámbricas en interiores afectadas por multitrayectoria e interferencia. El objetivo fue diseñar e implementar una antena de diversidad de banda súper ancha de cuatro puertos para comunicaciones en interiores. Para la validación, se diseñó una antena UWB como referencia. El sistema se estructuró en dos configuraciones: una antena SWB tridimensional con cuatro celdas unitarias con parches elípticos, ranuras internas, stubs rectangulares y líneas de meandro asimétricas alimentadas por líneas CPW. Cada celda mide 22x20 mm y opera de 3 a 40 GHz, con una ganancia pico de 5.26 dBi, eficiencia del 73 %, relación de ancho de banda 13.33:1 y ancho de banda fraccional de 172.09%. Se diseñó una estructura 3D impresa para alojar las cuatro antenas articuladas, permitiendo ajustar su posición según el diagrama de radiación. Se implementó un divisor Wilkinson opera a 25.8 GHz, conectado a un multiplicador de frecuencia CY 2-44+ X2, duplicando de 20 a 40 GHz. La antena UWB planar con parche circular modificado, extensiones tipo lóbulos, ranuras internas y plano de tierra parcial mide 40x40 mm, opera de 17 a 32 GHz, con una ganancia de 4.53 dBi, eficiencia del 51%, ancho de banda 1.88:1 y fraccional de 61.22%. Ambas antenas se diseñaron en software electromagnético 3D, fabricadas en FR4 por CNC. Las mediciones en el VNA cubrieron de 3-20 GHz, donde el parámetro $, muestran varias bandas de operación efectiva (S11, < —10dB) y dos zonas de rechazo. El barrido entre 20-30 GHz con el analizador Anritsu MS2090A permitió contrastar el parámetro S21, con S11, se obtuvieron patrones omnidireccionales. En configuraciones frontal y girada 90%, las potencias variaron entre —58.01 y —57.05 dBm, mejorando la transmisión promedio. La antena SWB superó ampliamente a la UWB en cobertura, eficiencia y adaptabilidad para comunicaciones en interiores.

• Main Author: Sanmartin Chandillo, Greylis Fernanda (author)
• Format: bachelorThesis
• Published: 2025
• Subjects: ANTENA (SWB); ANTENA (UWB); DIVERSIDAD ESPACIAL; COMUNICACIONES INTERIORES; EFICIENCIA DE RADIACIÓN
• Online Access: https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/25640