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Diseño y optimización de antenas flexibles a 28GHz para aplicaciones 5G
AUREA PATRICIA MEDRANO MONTALVO
Roberto Stack Murphy Arteaga
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Interconnects
Transmission lines
S-parameters
Signal integrity
Interconexiones
Líneas de transmisión
Parámetros S
Integridad de señal
The 5G technology plays a pivotal role in bolstering other emerging technologies such as Artificial Intelligence, Virtual and Augmented Reality, and, of course, the Internet of Things. In conjunction with the latter, it influences the development of key sectors including healthcare, agriculture, supply chains, and smart cities. Utilizing a combination of millimeter-wave and sub-6GHz frequencies, this technology doesn't aim to replace existing ones but rather offers a new option promising improved latency and high network capacity. This study presents a viable antenna that meets size and flexibility requirements, with parameters deemed suitable for integration into IoT devices. The patch dimensions measure 2.283mm x 1.537mm, yielding a total volume of 10 30 𝑚 𝑚 33. The antenna exhibits two resonance frequencies: the primary at 28 GHz with return losses of -38.01 dB, and the secondary at 43.8 GHz with 𝑆 11 33 86 𝑑𝐵 . Additional parameters include a bandwidth of 1,017.3 MHz, a gain of 5.83 dB, and a radiation efficiency of 80.78%, all evaluated at the resonance frequency of 28GHz. Although manufacturing proved unfeasible due to project dimensions surpassing the capabilities of INAOE laboratory machines, future work contemplates manufacturing the antenna at the integrated circuit level, allowing integration with signal processing systems. Despite this challenge, the proposed design exhibits competitive characteristics compared to those reported in the literature.
La tecnología 5G desempeña un papel fundamental en el impulso de otras tecnologías emergentes como la Inteligencia Artificial, la Realidad Virtual y Aumentada, y el Internet de las Cosas. En conjunto con este último, influye en el desarrollo de sectores clave como la salud, agricultura, cadenas de suministro y ciudades inteligentes. Esta tecnología, que utiliza una combinación de frecuencias milimétricas y sub-6GHz, no busca reemplazar las existentes, sino ofrecer una nueva opción con promesas de mejor latencia y una capacidad de red elevada. Este trabajo presenta una antena viable que satisface requisitos de tamaño y flexibilidad, con parámetros aceptables para su integración en dispositivos de IoT, en específico para ser utilizados en aplicaciones de salud. Las dimensiones del parche son 2.283mm x 1.537mm, con un volumen total de 10.30 mm3. La antena posee dos frecuencias de resonancia: la principal a 28 GHz con pérdidas por retorno de -38.01 dB, y la segunda a 43.8 GHz con |𝑆11|=−33.86 dB . En términos adicionales, la antena tiene un ancho de banda de 1,017.3 MHz, una ganancia de 5.83 dB y una eficiencia de radiación del 80.78%, evaluados en la frecuencia de resonancia de 28GHz. Aunque la fabricación no fue posible debido a las dimensiones del proyecto que limitaron las máquinas del laboratorio del INAOE, se contempla en futuros trabajos la fabricación de la antena a nivel de circuito integrado, lo que permitiría su integración con el sistema de procesamiento de señales. A pesar de este desafío, el diseño propuesto muestra características competitivas con las reportadas en la literatura.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2023-11
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Medrano-Montalvo, A.P. (2023), Diseño y optimización de antenas flexibles a 28GHz para aplicaciones 5G, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
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Aparece en las colecciones: Maestría en Ciencia y Tecnología del Espacio

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