Diseño de un array de antenas de parche con doble frecuencia

Resumen

A través del presente proyecto titulado “Diseño de un array de antenas de parche de doble frecuencia” se pretende contribuir en el campo de las telecomunicaciones con el estudio de un array 2x2 de antenas microstrip capaz de transmitir o recibir señal a dos frecuencias, 2.4 GHz y 5.8 GHz pertenecientes a la banda ISM, banda reservada para aplicaciones industriales, científicas y médicas. El objetivo es conseguir una antena directiva, óptima y eficiente con el mayor ancho de banda posible aprovechando las ventajas que ofrece la tecnología microstrip en cuanto a versatilidad, facilidad de fabricación y adaptación por su reducido tamaño, entre otras, la cual además pueda trabajar a dos frecuencias distintas. A lo largo de este documento se presentan las antenas a grandes rasgos y se profundiza en las de tipo microstrip. Por otra parte, para obtener una mayor directividad se añade como solución la implementación de un array de antenas microstrip, se describen las diferencias entre el funcionamiento de una antena individual y la combinación final de un array de antenas 2x2.

Se realiza el diseño, análisis y optimización mediante el software de simulación electromagnética CST Studio Suite para posteriormente fabricar el prototipo del array. Con los medios disponibles en el laboratorio de la universidad se construyen las antenas y se realizan las medidas con un analizador de redes para comprobar su funcionamiento.

Abstract:

This project entitled "Design of a dual frequency patch antenna array" aims to contribute to the field of telecommunications with the study of a 2x2 array of microstrip antennas capable of transmitting or receiving signals at two frequencies, 2.4 GHz and 5.8 GHz belonging to the ISM band, a band reserved for industrial, scientific, and medical applications. The objective is to achieve a directive, optimal, and efficient antenna with the widest possible bandwidth, taking advantage of the advantages offered by microstrip technology in terms of versatility, ease of manufacture, and adaptation due to its small size, among others, which can also work at two different frequencies. Throughout this document, antennas are presented in broad outline, and microstrip antennas are discussed in more detail. On the other hand, to obtain greater directivity, the implementation of a microstrip antenna array is added as a solution. The differences between the operation of an individual antenna and the final combination of a 2x2 antenna array are described.

The design, analysis, and optimization are carried out using the electromagnetic simulation software CST Studio Suite to subsequently manufacture the array prototype. With the means available in the university laboratory, the antennas are built, and measurements are taken with a network analyzer to check their operation.