Diseño y fabricación de una antena con tecnología microstrip para aplicaciones en redes de área corporales (WBAN)

Abstract

La constante evolución de las comunicaciones inalámbricas en los últimos años ha generado la posibilidad de adentrarse en el desarrollo y la investigación de otros estándares de conectividad, como es el estándar IEEE 802.15.6 WBAN (Wireless Body Area Network). Uno de los enfoques principales es el área de la salud, mediante sensores utilizados para el monitoreo de signos vitales (Félix & Méndez, 2017). Dentro de este sistema de sensores debe existir el elemento radiador llamado antena, el cual habilita la comunicación inalámbrica mediante ondas electromagnéticas entre los dispositivos, para permitir la transmisión y recepción de datos, es así, que en la presente investigación incluye un estudio, diseño y construcción de una antena microstrip, con características de banda ultra ancha o UWB, la cual es utilizada en ambientes inalámbricos de corto alcance y utiliza gran parte del espectro radioeléctrico para una transmisión de gran velocidad. El diseño de la antena va acorde al ambiente de operación, siendo una antena de bajo perfil, compacta y de bajo costo, las antenas microstrip impresas son consideradas como soluciones factible a la integración dentro de los sistemas de transmisión (Huidobro & Luque, 2014). En la presente investigación se realizan pruebas en cada etapa del diseño de la antena, para verificar que la antena presente características UWB, como lograr un amplio ancho de banda, que las resonancias estén operando dentro del rango 3.1 GHz a 10.6 GHz y presente un retardo de grupo (group delay) inferior a los 2 [ns]. Por último, se realiza la evaluación con un Analizador de Redes Vectoriales (VNA), el cual permite realizar una medición experimental de los parámetros de la antena (coeficiente de reflexión, ancho de banda y bandas de frecuencias), y con ello validar que la antena cumpla con las características para operar en esta tecnología.