Multiband and Silicon Integrated Antennas for Wireless Sensor Networks

• Autores: Joan Gemio Valero
• Directores de la Tesis: Josep Parrón Granados (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2011
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jordi Romeu Robert (presid.), Jaume Anguera Pros (secret.), Daniel Segovia Vargas (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Electromagnetismo
      • Radioondas y microondas
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología electrónica
      • Antenas
    • Tecnología de las telecomunicaciones
      • Radiocomunicaciones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • Les tecnologies sense fils han provocat una important revolució en el món de les xarxes i serveis de telecomunicació. Han apareguts nous sistemes com els telèfons mòbils d'última generació o les xarxes LAN sense fils que han estat acceptats amb entusiasme per la població. En particular, l'ús de xarxes de sensors (per controlar la temperatura, per a detectar places lliures d'aparcament, etc.) està creixent ràpidament . Aquesta tesi es centra en el disseny d'antenes per a xarxes de sensors distribuïts. En concret s'analitza un sistema on els sensors remots estan connectats a una unitat central utilitzant un radio enllaç operant en la banda ISM de 5,8 GHz, i la unitat central envia la informació recollida a Internet a través d'una connexió WLAN. A la unitat central es necessiten antenes multibanda per cobrir diverses bandes de freqüències amb un únic element radiant. En aquesta tesi es presenten dues solucions per obtenir aquest comportament multibanda: Monopols amb pla de massa fractal i monopols carregats amb ressonadors. S'han fabricat i mesurat diferents prototips que cobreixen les necessitats del sistema. Els sensors han de ser dispositius de reduïdes dimensions i baix cost. Una bona opció per aconseguir aquests requisits és l'ús d'antenes integrades en silici fabricades amb una tecnologia CMOS estàndard. En primer lloc s'analitzen els principals problemes de la integració de l'antena en silici, i a continuació es presenta una possible solució per millorar l'eficiència juntament amb un estudi de la degradació introduïda per altres components quan aquests es fabriquen en el mateix xip que l’antena. Les mesures dels prototips fabricats demostren que la integració de l'antena en la banda de 5,8 GHz és factible, obtenint un abast d'alguns metres. Cada vegada és una realitat més propera el fet de tenir sensors implantats en el cos. Per aquest motiu, l’última part d'aquesta tesi es dedica a estudiar els efectes del cos sobre antenes situades en el seu interior i avaluar les pèrdues de propagació addicionals introduïdes pels teixits humans.