Diseño de una Filtenna con tecnología Gap Waveguide para aplicaciones 5G en la banda de milimétricas.

Abstract

La tecnología 5G representa un avance en las comunicaciones inalámbricas al ofrecer mejoras significativas en velocidad, latencia y capacidad de conexión. Para aprovechar al máximo estas ventajas, es necesario trabajar con frecuencias altas, llamadas ondas milimétricas. Sin embargo, el uso de frecuencias tan altas presenta desafíos en el diseño y construcción de dispositivos, puesto que los componentes resultan más pequeños y pueden provocar pérdidas en el contacto eléctrico. Para solucionar este problema, se hará uso de la tecnología Gap Waveguide.

Este trabajo investigativo detalla el diseño de una Filtenna utilizando tecnología Groove Gap Waveguide (GGW) para aplicaciones 5G en la banda de milimétricas a una frecuencia de 26 GHz. El diseño consta de una antena ranurada de 6 slots y un filtro pasa banda de quinto orden tipo Chebyshev, integrados mediante capas para formar una estructura compacta. Esta estructura por capas facilita la integración eficiente de los componentes y contribuye a la reducción del espacio y costos.

El software CST Studio se utilizó para diseñar, simular y optimizar tanto la antena como el filtro de manera independiente. Los resultados muestran que la antena tiene una ganancia de 13.01 dB y una eficiencia del 99.99% a 26 GHz, mientras que el filtro exhibe un ancho de banda del 6.39% y un rizado de 0.047 dB. En conjunto, la Filtenna optimizada presenta una ganancia de 13.23 dB y una eficiencia del 96.68%. Con un funcionamiento en el rango de frecuencia de 25.39 a 26.63 GHz. Los resultados evidencian que la Filtenna posee la capacidad y el potencial para ser utilizada en aplicaciones de comunicaciones inalámbricas.