Diseño y fabricación de un arreglo de antenas metamaterial alimentado mediante acoplamiento por apertura a 5.8 GHz en sustrato FR4

Abstract

En los últimos años ha existido un justificado interés en el desarrollo y aplicaciones de los metamateriales. Estos consisten en estructuras o materiales compuestos que pueden imitar respuestas de materiales conocidos o exhibir propiedades que no están disponibles en la naturaleza. Ser capaz modificar las propiedades de los metamateriales permite controlar su comportamiento a nivel electromagnético. En el diseño de antenas esto significa contar con herramientas adicionales para mejorar el desempeño, reducir el tamaño y abrir nuevas áreas de investigación. En esta memoria se muestra el diseño, fabricación y caracterización de arreglos ante- nas microstrip utilizando una superficie selectiva de frecuencia como elemento radiador, y acoplamiento por apertura como técnica de alimentación. El objetivo del presente trabajo es explorar el desempeño de un arreglo de antenas . Este diseño considera excitar cada antena del arreglo por separado y así tener aplicaciones con el sintetizador de haces en la banda 5.8 GHz ISM que posee el Laboratorio de Ondas Milimétricas. Se construyeron tres prototipos de arreglos. El prototipo final cuenta con 16 elementos distribuidos en un sustrato de dimensiones 129 x 129 mm y su desempeño se mide con las siguientes figuras de mérito. Ancho de banda fraccional medido varía entre 11,3% hasta 47.5% para los elementos del arreglo, con un promedio de 27,2%. Su beamwidth es de 23.5° a 5,81 GHz Lóbulos laterales en simulación tienen 15 dB menos que al haz principal. La Eficiencia de radiación simulada es de 80,57% en sustrato FR4 y 95,74% en sustrato Kappa 438.