Estudio, diseño y optimización de antena UWB para comunicaciones intracorporales

Abstract

The aim of this work is to design compact antennas with good radiating properties, to be implemented on the human body (on body antennas) or inside it (in body antennas). These antennas will be used to transmit the information of different biometric parameters recorded by body sensors. The work will begin conducting a comprehensive study of antenna models commercially available for these applications, and proposing new designs that will improve the performance of the existing ones. The electromagnetic simulator CST will be used to study different antenna geometries, as well as different manufacturing materials, in order to determine the most suitable configuration depending on the application, which additionally will determine the location of the antenna and the frequency band of operation. The antenna will be simulated in an environment as realistic as possible, including in the simulations "phantoms" or approximated models of the human body based on dielectric materials. Finally prototypes of the antennas that will provide the best results will be fabricated, and measured in the laboratory of the Electromagnetic Radiation Group at the Institute iTEAM.

El objetivo del trabajo es diseñar antenas de tamaño compacto y buenas propiedades radiantes, que puedan implantarse sobre el cuerpo humano (on body antennas) o en el interior del mismo (in body antennas). Estas antenas tendrán como finalidad transmitir la información de diferentes parámetros biométricos registrados por sensores corporales. Se comenzará el trabajo realizando un estudio exhaustivo de los modelos de antenas disponibles comercialmente para este tipo de aplicaciones, y se propondrán nuevos diseños que mejoren las prestaciones de los ya existentes. Empleando el simulador electromagnético CST, se estudiaran diferentes geometrías de antenas, así como diferentes materiales de fabricación, para determinar los más idoneos según la aplicación, que a su vez determinará la ubicación de la antena y la banda de frecuencia de operación. La antena se simulará en un entorno lo más realista posible, incluyendo en las simulaciones "phantoms" o modelos aproximados del cuerpo humano basados en materiales dieléctricos. Finalmente se fabricarán prototipos de las antenas que hayan proporcionado mejores resultados, y se realizarán medidas de ancho de banda y diagrama de radiacion en el laboratorio del Grupo de Radiación Electromagnética en el Instituto iTEAM.