Design and characterization techniques for embedded antennas using novel materials

Resumen

Durante los últimos años ha habido un creciente interés por reducir el tamaño de los terminales utilizados en las comunicaciones inalámbricas, con la consecuente miniaturización de las antenas integradas que lo componen. De forma paralela, con la aparición de las redes de sensores inalámbricas, existe una demanda creciente de antenas miniatura que funcionen integradas en un determinado entorno. El hecho de integrar las antenas comporta ciertas restricciones y limitaciones. Es por ello, que se requiere un conocimiento detallado del comportamiento de estas antenas dentro de su entorno. La tesis que aquí se presenta tiene como objetivo principal analizar de forma extensa el efecto de integrar una antena en un cierto material. Con esta finalidad, se discuten y proponen nuevas soluciones como por ejemplo el diseño de antenas utilizando nuevos materiales, así como el desarrollo de técnicas de caracterización de antenas miniatura integradas. En la primera parte de la tesis se han implementado diferentes métodos para la correcta caracterización de materiales tanto dieléctricos como conductores, los cuales se utilizan para el diseño de antenas integradas. En particular, se ha destinado un especial esfuerzo al estudio del efecto de la fibra de carbono (CFRP) como material para la fabricación de antenas. En la tesis se propone y explica detalladamente un ejemplo de antena fabricada con CFRP. Este diseño ha sido pensado para sustituir las antenas monopolos (blade antennas) utilizadas en aplicaciones aeronáuticas. En la segunda parte de la tesis se ha estudiado una técnica de caracterización inalámbrica no invasiva para la medida de antenas miniatura integradas. Con este método ya no es necesario el empleo de los tradicionales cables de medida, lo que permite medir las antenas en sus condiciones finales de trabajo. Palabras clave: Antenas integradas, antenas miniatura, caracterización de antenas, campos electromagnéticos, CFRP.