Implementación de antenas directivas MIMO

Abstract

En el desarrollo de este Trabajo de Fin de Grado (TFG) se han diseñado, fabricado y medido tres tipos de antenas directivas haciendo uso de la tecnología MIMO (Mutiple Input Multiple Output). Estas se han diseñado utilizando el sustrato FR-4, que posee un espesor de 1.6 mm y una constante dieléctrica con un valor de 4.4. El primer diseño realizado ha sido el de unas antenas MIMO de parche multibanda de dos y cuatro elementos, cuyas bandas de trabajo tienen unas frecuencias centrales de 2.445 GHz, 3.5 GHz y 4 GHz. En segundo lugar, se ha desarrollado una antena MIMO logarítmica periódica (log-periódica) de dos elementos que utiliza tecnología de banda ultraancha (UWB) y trabaja desde 3 GHz hasta 10 GHz y a la que, posteriormente, se le han añadido unos filtros notch o de rechazo de banda en 5.5 GHz. Por último, se ha diseñado una antena MIMO logarítmica periódica con dos bandas de trabajo, una de ellas a 2.45 GHz y otra a 5.5 GHz. Una vez diseñada, se incorporaron filtros de rechazo de banda que funcionan a la frecuencia de 3.5 GHz. En todos los diseños ha sido necesario obtener las dimensiones del elemento unitario de cada uno de los tipos de antenas mediante las diferentes ecuaciones y, a continuación, simularlo a través del programa CST (Computer Simulation Technology) con el fin de que cumpla con los criterios establecidos para cada una de las antenas. Una vez efectuado ese paso, se han duplicado las antenas de un elemento dando lugar así a las antenas MIMO directivas y se han utilizado barreras metálicas y otras técnicas de aislamiento con el fin de disminuir el acoplamiento entre elementos de la antena MIMO. Finalmente, las antenas se construyeron en el taller del edificio C de la Escuela Politécnica Superior, se soldaron los conectores y se realizaron las medidas de los parámetros S de cada una de las antenas en la cámara anecoica con el objetivo de comparar los resultados prácticos con los obtenidos en las simulaciones.