Investigación, análisis y diseño de antenas vestibles con aplicaciones en el internet de las cosas
En este trabajo se propone una metodología para la investigación, análisis, diseño y construcción de antenas vestibles con aplicaciones en el internet de las cosas IOT. Se presenta un estudio y resultados de la caracterización de la constante dieléctrica de materiales flexibles empleados en la tecno...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/2245 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2245 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Antena, Vestibles, Brazalete, Muñeca, Tobillo, IoT, Flexible, LTE, GNSS, BLE info:eu-repo/classification/Autor/Antenna, Wearable, Bracelet, Wrist, Ankle, IoT, Flexible info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3307 info:eu-repo/classification/cti/330701 |
| Sumario: | En este trabajo se propone una metodología para la investigación, análisis, diseño y construcción de antenas vestibles con aplicaciones en el internet de las cosas IOT. Se presenta un estudio y resultados de la caracterización de la constante dieléctrica de materiales flexibles empleados en la tecnología vestible como son textiles, pieles y materiales plásticos basados en poliamidas. La primera parte de la investigación se basa en proponer una estructura de antena de ultra ancho de banda construida en Kapton, el cual es un material muy delgado y flexible, perfecto para aplicaciones en la muñeca donde el espacio es limitado y con gran capacidad de manufactura. El tamaño de la antena es de 127x25x0.13 mm, opera en las bandas LTE (Long Term Evolution) de 698-960, 1710-2170 y 2500-2700 MHz, con un ancho de banda efectivo del 78% a -6dB de pérdidas por retorno cuando se coloca en el cuerpo humano. La antena se diseñó, analizó, y optimizó con el programa de análisis electromagnético CST, incluyendo el modelo del brazo humano propuesto en este trabajo en forma de cilindro elíptico. Los resultados de la antena muestran gran concordancia entre los resultados del análisis electromagnético en CST y las mediciones obtenidas en una cámara anecoica en 3D, con la antena montada en un brazo antropomórfico SPEAG. La solución es perfecta para ser manufacturada en tecnología de PCB hibrida, donde la electrónica se sitúa en la parte rígida superior y la antena con taper asimétrico en la parte flexible. La segunda parte de la investigación consiste en la propuesta de una estructura vestible de banda dual que opera en los estándares de comunicación GNSS (Global Navigacion Satellite System) y BLE (Bluetooth Low Energy) para colocarse en el tobillo. La antena se construyó sobre material flexible Kapton insertado entre dos capas de piel bovina, para aligerar y adelgazar el diseño del brazalete. Se proponen dos estructuras PIFA’s (Planar Inverted F Antenna) modificadas y opuestas compartiendo el plano de tierra y el substrato, cuenta con unas dimensiones de 96.8x35x4.14 mm. El plano de tierra puede utilizarse para colocar la circuitería electrónica y la batería. Las bandas de operación son BeiDou (1561 MHz), GPS-Galileo-QZSS (1575 MHz), GLONASS (1602 MHz) y BLE (2400 MHz). Los resultados de la antena muestran buena concordancia entre el análisis electromagnético ADS_Momentum en 2.5D y las mediciones realizadas en una cámara anecoica en 3D. Cuando la estructura de antena se coloc |
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