Implementación de una Antena MIMO a 2.4 GHz y 5.8 GHz para aplicaciones de reloj inteligente analizada con la Teoría de los Modos Característicos

Abstract

En el marco del desarrollo de las comunicaciones inalámbricas de área corporal (WBAN), es fundamental el trabajo en antenas para dispositivos wearables como los relojes inteligentes. Por ello, en este trabajo de investigación se presenta el diseño y la implementación de una antena MIMO de 6 componentes a las bandas de 2.4 GHz y 5.8 GHz para reloj inteligente analizada con la TCM; con el objetivo de contrarrestar los efectos de interferencia causados por la cercanía del cuerpo humano y brindar una alternativa para la transición a nuevos protocolos de comunicación inalámbrica que permitan aplicaciones de respuesta sincrónica. En este contexto, se realiza un estudio del estado del arte que sirve para conocer el estado actual de la rama de investigación de las antenas para reloj inteligente. Se realiza un proceso de diseño propio para la creación de las 6 antenas en una sola superficie, incluyendo la alimentación de las antenas y el desarrollo de antenas SIW. Las antenas que componen el diseño final son analizadas con la teoría de modos característicos; la interpretación física se realiza por medio del análisis del ángulo característico, también se observa el comportamiento de las corrientes características y los campos característicos; todo esto con el fin de conocer mejor el comportamiento de las propiedades intrínsecas de la antena; esta información es complementada con el análisis del coeficiente de correlación envolvente para analizar el comportamiento MIMO de la antena final. Al diseñar la antena se obtienen dos anchos de banda de 4.47% y 5.51% a 2.409 GHz y 5.798 GHz respectivamente; por la complejidad del diseño de esta antena de bajo perfil es implementada usando una máquina de precisión.