Implementación de una lente de alta ganancia basada en estructuras metálicas iluminadas por una guía de onda circular.

Abstract

Este proyecto de investigación se centra en la implementación y el análisis de una lente metálica dual band, la misma que está conformada de varios anillos de diferente diámetro. La antena propuesta se basa en resonadores de λ/2 y λ/4, así mismo se diseña el alimentador que es una guía de onda circular que cubre las dos bandas de interés. Para alcanzar el objetivo principal de implementación de la lente metálica dual band que opere en las bandas de 2.4GHz y 5GHz, se utiliza el simulador electromagnético CST Studio Suite. Este software permite modelar y simular el comportamiento de la antena, además se hace uso de Altair Feko que brinda la oportunidad de emplear la teoría de modos característicos para examinar los modos de propagación y su contribución en potencia. Este enfoque permite ajustar el diseño para lograr el comportamiento deseado en las bandas de interés, considerando parámetros como la ganancia, directividad, eficiencia, coeficiente de reflexión y patrón de radiación. Además, se utiliza el método de incidencia de onda plana para encontrar el punto focal adecuado para colocar el alimentador respecto a la lente. La lente propuesta se diseña en cobre de 0.65 mm de grosor y se coloca sobre foam que tiene una permitividad relativa de 1,053. La lente consta de un anillo central y 12 anillos coplanares alrededor repartidos de manera simétrica cada 30◦ respecto al anillo central. Para el alimentador se usa aluminio de 0.45 mm de grosor en toda su estructura, para el acoplamiento entre la lente y el alimentador se coloca un pequeño soporte en donde se atraviesa una varilla roscada de modo que fije la lente en el alimentador. Los resultados obtenidos del simulador electromagnético CST Studio Suite evidencian que la lente propuesta cumple con los parámetros de funcionamiento previstos. Se observa una adaptación para ambas frecuencias que supera los -10 dB para el coeficiente de reflexión. Además, se registra un incremento de 2.48 dB en la directividad en la banda de 2.4 GHz, y un aumento de 2.56 dB en la banda de 5 GHz.