Diseño de una antena altamente directiva usando lentes y metamateriales

Abstract

En la actualidad hay más transmisiones de señales en el aire, causando una gran contaminación en el espacio radioeléctrico y exigiendo mejoras en los equipos usados para evitar la interferencia, lo cual resulta en una óptima transmisión y recepción de las señales. El uso de antenas reflectoras ha aumentado por tener características adecuadas para los propósitos indicados, esto es dado que ellas poseen la capacidad de concentrar la señal que transmiten en un área específica, logrando una disminución en la probabilidad de interferencia. Sin embargo, su gran tamaño representa una desventaja, por lo que se ha hecho necesaria la búsqueda de nuevas alternativas. En esesentido, el objetivo de esta tesis es diseñar una antena bocina, altamente directiva, la cual usa un lente compuesto por un elemento metamaterial para este propósito. El diseño del lente pasa por determinar las propiedades físicas y eléctricas de dicha estructura metamaterial, la cual debe presentar un índice de refracción gradiente variable según la posición y está compuesta de celdas cuyas dimensiones son definidas para una determinada frecuencia. Con este propósito, se utilizó el software de simulación electromagnética CST Studio Suite, específicamente el módulo CST Microwave Studio. Los resultados de las simulaciones son comparados con un diseño adicional de una antena con lente dieléctrico; es decir, un lente tradicional. Luego de realizar el análisis, se obtuvo como conclusión principal que el diseño no logra grandes mejoras respecto a la antena sin lente en la frecuencia de 5.8 GHz debido a las pérdidas por reflexión causadas por el desacoplamiento de impedancias en las interfaces aire-lente.