Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1342| Investigación y análisis electromagnético de estructuras de antenas fractales de banda ancha Research and electromagnetic analysis of wideband fractal antenna structures | |
| Cruz Ángel Figueroa Torres | |
| José Luis Medina Monroy | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Antena fractal, Triángulo de Sierpinski, Multibanda, Banda ancha, SWB, CubeSat | |
| En años recientes el avance de los sistemas de comunicación inalámbricos ha provocado una gran demanda en el diseño de antenas con características de banda ancha y multi banda. Dado que estos sistemas de comunicación deben operar para diferentes estándares de comunicación, como por ejemplo: telefonía celular de 4G (700 MHz, 1700MHz, 1900MHz, 2100MHz y 2600MHz), Bluetooth/WLAN (2.4, 3.6y 5GHz), WiMAX (2.5-2.69, 3.4-3.69, 5.25-5.85 GHz), entre otros. Por lo general, los sistemas inalámbricos que operan a frecuencias de RF y microondas requieren antenas con dimensiones pequeñas y de granancho de banda. Actualmente la tecnología fractal representa una de las mejores alternativas para el diseño de este tipo de antenas, debido a sus grandes ventajas tales como: reducir el tamaño de la antena y provocar un comportamiento: multibanda, de banda ancha, banda ultra ancha (UWB) o de súper ancho de banda (SWB). En este trabajo se propone una estructura original de antena fractal basada en el triángulo de Sierpinski con comportamiento de súper ancho de banda SWB. La estructura propuesta consiste del triángulo de Sierpinski complementario en su tercera iteración, dos semicírculos a los lados de la estructura radiante del triángulo de Sierpinski, una ranura semicircular en el plano de tierra,localizada entre la línea de alimentación y el elemento triangular y dos ranuras en los extremos del planode tierra. Se describe la metodología de diseño y se presentan los resultados del análisis paramétrico de algunos elementos de la antena, efectuado para optimizar sus características y conseguir el comportamiento de súper ancho de banda. Se presenta la estructura construida y los resultados de la medición de las pérdidas por retorno, ganancia y los diagramas de radiación de la antena, comparados con los resultados del análisis electromagnético. La antena se construyó en un substrato FR-4 con dimensiones totales de 64 x 62 x 1.5778 mm3 y mostró un comportamiento de súper ancho de banda, con relación de ancho de banda de 15.5:1, con un S11<-10dB en el intervalo de frecuencias de 1.68 GHz a 26GHz.Se propone además, una estructura nueva de antena fractal con aplicaciones en nanosatélites del tipo CubeSats, basada en la técnica de Koch, con geometría de lazo cuadrado y con un generador fractal semieliptico en su primera iteración. In recent years the advancement of wireless communication systems has led to a great demand in the design of antennas with multi band or wide band characteristics. Since these communication systems must operate at different communication standards, such as: 4G cell phones (700MHz , 1700MHz , 1900MHz,2100MHz and 2600MHz), Bluetooth / WLAN (2.4 , 3.6 and 5GHz) and WiMAX (2.5- 2.69 , 3.4-3.69, 5.25-5.85 GHz) among others. In general, wireless systems operating at RF and microwave frequencies requires small antennas with wide band characteristics. Currently the fractal technology represents one of the best alternatives for the design of these antennas, due to its great advantages such as size reduction and behavior: multiband, broadband, ultra wideband (UWB), or super bandwidth (SWB).In this thesis work, a novel fractal antenna structure based on the Sierpinski triangle, with super wideband width SWB performance is proposed. The proposed structure consist of a complementary Sierpinski triangle in its third iteration, two semicircles on the sides of the radiating Sierpinski triangle structure, a semi circular slot in the ground plane located between the feed line and the triangular element, and two slots at the ends of the ground plane. Design methodology and results of the parametric analysis of some elements of the antenna, made to optimize its characteristics and get the super wideband characteristics are presented. The fabricated structure and the results of the measured return loss, gain and radiation pattern of the antenna, compared with the electromagnetic analysis results are presented. The antenna was built in a FR-4 substrate with dimensions of 64 x 62 x 1.5778 mm3, showing a super wideband behavior with a relative bandwidth of 15.5: 1, and with a S11 < -10dB in the frequency range of 1.68 GHz to 26 GHz. Besides, a new structure of a fractal antenna with applications in nanosatellites of CubeSat type is proposed, based on the fractal Koch technique, with square loop geometry and a fractal semi – elliptical generator in its first iteration. Design methodology and results of the parametric analysis performed in thefractal semi - elliptical generator to optimize the resonance frequency and characteristics are presented. The antenna was fabricated in a FR-4 substrate with dimensions of 72 x 72 x 3.16 mm3 and weight of 33.7g. | |
| CICESE | |
| 2016 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Figueroa Torres,C.Á.2016.Investigación y análisis electromagnético de estructuras de antenas fractales de banda ancha. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 105 pp. | |
| TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
Cargar archivos:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 245351.pdf | Versión completa de la tesis | 4.42 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |