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Diseño y construcción de una antena planar activa para el estándar 802.11a en la banda superior de la U-NII
Design and construction of an active planar antenna for the 802.11a standard in the upper band of U-NII
Javier Rubén Flores Cuadras
José Luis Medina Monroy
Acceso Abierto
Atribución
Repetidor activo de RF,Estándar WiFi,Antenas planares de microcinta
En este trabajo de investigación se propone una metodología para el diseño, construcción y caracterización de una antena planar activa. La antena ha sido desarrollada mediante un arreglo no uniforme de 16 parches rectangulares en tecnología de microcinta, construida en un sustrato de bajo costo FR-4. Se diseñó para operar en el estándar de comunicación 802.11a, conocido como un estándar de la familia Wi-Fi de la IEEE. Este estándar se desarrolló para incrementar aún más las velocidades de las redes inalámbricas, alcanzando velocidades de transmisión de hasta 54 Mbps. La antena se diseñó en la banda superior de la U-NII, cubriendo un espectro de frecuencias de 5.725 a 5.825 GHz. Este estándar de comunicaciones, es utilizado en Access point, Tarjetas PCI, Adaptadores inalámbricos con acceso a Internet para videojuegos de consola, entre otros aplicados en redes WLAN. Además de las aplicaciones antes citadas, la antena puede operar en teléfonos inalámbricos, en transmisores de audio-video comerciales, u otros aparatos que operan en la banda de 5.8 GHz de la ISM. La antena pasiva cuenta con una ganancia de 13.55 dB, con lo que se incrementa 3.33 veces la distancia de enlace, entre un transmisor y un receptor. Para incrementar aún más el alcance, y a la vez mejorar la sensitividad en recepción, se incorpora en la parte posterior de la antena planar un amplificador de bajo ruido, con una ganancia de 10.35 dB y una figura de ruido de 0.82 dB, manteniendo la transmisión con el mismo nivel, esto con el propósito de no contaminar el espectro electromagnético. El amplificador de bajo ruido se construyó en un substrato delgado con alta constante dieléctrica para efectos de miniaturización, se empleó como elemento activo un transistor HJFET en chip. Incorporando la antena pasiva y el LNA, obtenemos la antena activa, con lo que se logra aumentar más de 12 veces la distancia de enlace, ya que cuenta con una ganancia de 24.12 dB. Como parte final de este proyecto de investigación, se diseño una fuente inversora de voltaje, que entrega al amplificador los voltajes y corrientes necesarios, mediante una batería comercial.
In this research work a methodology for design, construction and characterization of an active planar antenna is proposed. The antenna has been developed by a nonuniform 16 rectangular patch array in microstrip technology, and was built on a low cost substrate FR-4. The antenna has been designed to operate in the 802.11a communication standard that belongs to the well-known Wi-Fi family of IEEE. This standard has been created to increase the transmission velocity up to 54 Mbps. The antenna works in the upper band of U-NII, and covers the frequency range from 5.725 to 5.825 GHz. This communication standard is widely used in access points, PCI desktop cards, wireless gaming adapters and others products for WLAN applications. Besides, the antenna can be used in cordless phones and audio-video transmitters operating in the 5.8 GHz band of the ISM. The passive antenna has a 13.55-dB gain, and we will be able to extend 3.33 times the link distance between the transmitter and receiver, compared with a 3-dB gain antenna. In order to extend even more the link distance, and at the same time improve the receiver sensitivity, was integrated at the rear side of the antenna a low noise amplifier with 10.35-dB gain and 0.82-dB noise figure. Holding the transmission level fixed with the same power, the contamination of the electromagnetic spectrum is minimized. The LNA was constructed in a thin and high dielectric constant substrate, to miniaturize the size of the amplifier, using as active element a HJFET chip transistor. Incorporating the LNA on the passive antenna we obtain the active antenna with 24.12 dB gain. Using this active antenna we can increase more than 12 times the link distance. Finally, has been designed a regulated power supply that includes a voltage converter to provide the specific voltages and currents to the amplifier through a commercial battery.
CICESE
2006
Tesis de maestría
Español
Flores Cuadras, J. R.2006.Diseño y construcción de una antena planar activa para el estándar 802.11a en la banda superior de la U-NII.Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 141p.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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