Implementación de una antena mimo para teléfonos inteligentes a las frecuencias wifi de 2.4 ghz y 5 ghz para generación de haces conformados

Abstract

Este proyecto de investigación se centra en la implementación y el análisis de una antena empleando la tecnología MIMO (Multiple-Imput Multiple-Output) para teléfonos inteligentes que opere en las bandas Industriales, Científicas y Médicas conocidas como ISM de 2.4 GHz y 5 GHz utilizando el simulador electromagnético CST Studio Suite.

Para lograr el objetivo principal del presente proyecto de investigación se evaluó el rendimiento de las antenas MIMO en estas bandas de frecuencia especificadas mediante el uso del simulador. Con ayuda del simulador se logró modelar y simular la antena MIMO para los teléfonos inteligentes, donde se consideraron diferentes configuraciones y diseños de antenas, y se analizó su desempeño en términos de ganancia, directividad, eficiencia, parámetros de dispersión y patrón de radiación.

La antena propuesta se diseñó sobre un sustrato FR-4 de 1.5 mm de grosor, con una permitividad dieléctrica de = 4, 3 la cual consta con un recubrimiento de cobre en ambos lados de la lámina. La antena MIMO consta de una agrupación de antenas colocada de manera simétrica en ambos marcos que se moldean a la forma del teléfono inteligente tradicional, en cada marco se encuentra organizadas 4 antenas de pequeño tamaño coladas en forma de espejo si se toma como referencia las dos primeras antenas puestas sobre el marco. Teniendo la misma configuración para el otro marco que conforma la carcasa del móvil, por esta razón se menciona que el arreglo de antenas está colocado de forma simétrica.

Los resultados obtenidos del simulador electromagnético CST Studio Suite dan evidencia de que la antena propuesta cumple con los parámetros de funcionamiento previstos. Donde la adaptación para ambas frecuencias supera los -15 dB para el coeficiente de reflexión y de -20 dB para el acoplamiento mutuo generado por la proximidad en la que están colocadas las antenas. El bajo acoplamiento se logró, utilizando estructuras de desacoplamiento que permitieron que cada antena funcione de manera más aislada con relación de las demás.