Arreglos con un número alto de radiadores

Como se ha mencionado a lo largo del trabajo, el empleo de arreglos de antenas brinda una mayor ganancia, lo cual es un requerimiento primordial en ciertas aplicaciones. A medida que se aumente el número de elementos que conforman el arreglo la ganancia aumenta. Como las frecuencias propuestas para la 5G presentan grandes pérdidas es recomendable emplear antenas de altas ganancias. En el trabajo se ha diseñado y optimizado una antena de parche simple y un arreglo de cuatro elementos, pero debe resaltarse la importancia de implementar arreglos de más elementos para su implementación en las estaciones bases de la 5G por las razones expuestas a lo largo del trabajo. Por ejemplo, en la figura 3.19 se muestra el patrón de radiación de un arreglo de 256 elementos y 1024 elementos, con ganancias de 27.8 dBi y 33.8 dBi respectivamente. Tomando en consideración que la longitud total de la estructura es de media longitud de onda por cada parche como se consideró en el presente trabajo, un arreglo de 1024 elementos ocupa un cuadrado de 12.63 cm de lado, esta es una de las principales ventajas de las frecuencias de la banda milimétrica como se mencionó anteriormente.

3.7 Conclusiones parciales

En este capítulo se realizó el diseño de una antena de parche simple y un arreglo de cuatro elementos en el CST Microwave Studio. Los elementos iniciales tuvieron que ser optimizados para obtener un desempeño más eficiente de la estructura, lo cual se realizó empleando la herramienta Optimizer del software y se llevó a cabo de dos formas, primeramente por conexión directa de la línea de microcinta en forma simple y luego por conexión directa de la línea de microcinta empleando inserciones en el caso del arreglo, realizándose una comparación de los resultados obtenidos. La conexión mediante inserciones posibilitó un mejor acople de impedancia aunque ambos diseños optimizados presentan un buen desempeño. Además, se demostró el aumento de la ganancia que se consigue cuando se emplean arreglos con un gran número de elementos.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Con el desarrollo de este trabajo se abordaron aspectos relacionados con la 5G, la banda milimétrica y las antenas inteligentes. Además, se implementó una antena de parche simple y un arreglo de cuatro elementos en el CST Microwave Studio. Con la realización del trabajo se ha podido llegar a las siguientes conclusiones:

1. 5G proporcionará altas razones de transmisión y una mejor calidad de servicio al usuario. Para cumplir con estos requisitos se deberán emplear frecuencias elevadas como las de la banda milimétrica.

2. Las grandes pérdidas de propagación que presentan las ondas en la banda milimétrica exigen el uso de antenas direccionales que sean capaces de recibir una señal determinada y al mismo tiempo suprimir las no deseadas.

3. Las antenas de microcinta al presentar pequeñas dimensiones a las frecuencias de la banda milimétrica, permitiendo voluminosos arreglos en pequeños espacios, son buenas candidatas para ser empleadas en la 5G.

4. El CST Microwave Studio es una herramienta de simulación que presenta una interfaz gráfica avanzada, la cual permite modelar estructuras que trabajan a altas frecuencias, y además permite optimizar los diseños implementados. El MATLAB, debido a sus potencialidades y a su amplia ventana de comando permite llevar a cabo cálculos de alta complejidad numérica.

5. Los arreglos implementados evidenciaron un aumento notable de la ganancia sobre el elemento radiante unitario, aunque se observó un aumento del lóbulo trasero. El arreglo alimentado mediante inserciones permitió mayor acople de impedancia, conduciendo así a una mayor eficiencia de la antena.

Recomendaciones

Para que se continúe el trabajo en este tema se proponen como recomendaciones las siguientes:

1. Continuar abordando el diseño de arreglos de antenas planas con un desempeño eficiente para operar en las frecuencias de la 5G.

2. Diseñar y optimizar arreglos de antenas de parche con grandes cantidades de elementos radiadores con ganancia elevada como los mencionados en el apartado 3.6.

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ANEXOS

Anexo I Alimentación mediante línea de microcinta: a) conexión directa de la