Diseño y optimización de antenas con polarización circular para aplicaciones corporales

Abstract

En este trabajo se desarrolla el diseño y la posterior optimización de parámetros de una antena con polarización circular y que tiene un diagrama de radiación unidireccional, que trabaja con tecnología Ultra Wide Band (UWB) en la banda de frecuencias de 3 a 5 GHz, y cuyo propósito final es la aplicación en el ámbito de las redes de área corporal inalámbricas (WBAN), reguladas por el estándar IEEE 802.15.6. Concretamente, la aplicación práctica consiste en el establecimiento de una comunicación inalámbrica con una cápsula endoscópica que se encuentra situada en el interior del cuerpo humano. Se realiza un estudio del estado del arte de las tecnologías planteadas en el trabajo, así como un estudio de modificación de parámetros de la antena diseñada y su efecto correspondiente en el funcionamiento de la antena. Se presentan los resultados de simulación obtenidos en términos de diagrama de radiación en campo lejano, ancho de banda de adaptación, relación axial en frecuencia, impedancia de la antena y acoplamiento mutuo entre los puertos de excitación.

This paper develops the design and the subsequent optimization of parameters of an antenna with circular polarization and has a unidirectional radiation diagram, which works with Ultra Wide Band (UWB) technology in the frequency band from 3 to 5 GHz , and whose final purpose is the application in the field of wireless body area networks (WBAN), regulated by the IEEE 802.15.6 standard. Specifically, the practical application consists in the establishment of a wireless communication with an endoscopic capsule that is located inside the human body. A study of the state of the art of the technologies proposed in the work is carried out, as well as a study of modification of parameters of the initially designed antenna and its corresponding effect on the operation of the antenna. The simulation results obtained are presented in terms of the far-field radiation pattern, matching bandwidth, axial ratio against frequency, antenna impedance and mutual coupling between the excitation ports.