Diseño de antenas para aplicaciones WPT y NFC fabricadas sobre sustrato textil empleando tecnología de bordado

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es diseñar antenas tipo espira para aplicaciones de transmisión inalámbrica de potencia (WPT-Wireless Power Transfer) y aplicaciones de comunicación NFC (Near Field Communication). Las espiras serán diseñadas con la ayuda del software de simulación electromagnética CST Microwave Studio y posteriormente serán fabricadas sobre sustrato textil mediante tecnología de bordado. Se propondrán distintos tipos de espiras para diversas aplicaciones. En primer lugar, se diseñarán conjuntos de espiras compatibles con el estándar Qi que permitirán realizar transmisión de energía en aplicaciones que requieran alta potencia, como por ejemplo la carga de baterías de robots, drones e incluso vehículos eléctricos. También se desarrollarán agrupaciones de antenas transmisoras-receptoras, capaces de intercambiar la energía necesaria para que puedan operar dispositivos inalámbricos de lectura de parámetros biométricos que no incorporan una batería. Mediante el empleo de la agrupación de espiras se conseguirá aumentar el área de operación del sistema, conmutando entre una espira transmisora u otra según la ubicación del sensor que te pretende alimentar. Finalmente, se diseñarán espiras textiles duales capaces de operar simultáneamente con el estándar Qi de transmisión inalámbrica de potencia y el estándar de comunicaciones NFC. El TFG se desarrollará en el Instituto de Investigación iTEAM de la UPV en colaboración con la empresa AITEX, que se encargará de la fabricación de las espiras y de proporcionar los kits de pruebas que permitirán evaluar el comportamiento de las distintas espiras diseñadas.

[EN] The objective of this work is to design loop antennas for wireless power transmission applications (WPT-Wireless Power Transfer) and NFC communication applications (Near Field Communication). The loops will be designed with the help of the CST Microwave Studio electromagnetic simulation software and will later be manufactured on a textile substrate using embroidery technology. Different types of coils will be proposed for various applications. Firstly, sets of coils compatible with the Qi standard will be designed that will allow energy transmission in applications that require high power, such as the charging of batteries for robots, drones and even electric vehicles. Groups of transmitting-receiving antennas will also be developed, capable of exchanging the necessary energy so that they can operate wireless devices for reading biometric parameters that do not incorporate a battery. By using a group of loops, it will be possible to increase the operating area of ​​the system, switching between one transmitting loop or another depending on the location of the sensor that it intends to feed. Finally, dual textile loops capable of operating simultaneously with the Qi wireless power transmission standard and the NFC communications standard will be developed. The TFG will be developed at the UPV's iTEAM Research Institute in collaboration with the company AITEX, which will be in charge of manufacturing the loops and providing the test kits that will allow the behavior of the different loops designed to be evaluated.