Diseño de una micro antena para WBAN en el rango de 3.5 GHz a 6 GHz

Abstract

En los últimos años se ha incrementado la investigación y desarrollo de diferentes modelos o formas de antenas para las redes del área corporal o redes WBAN, En la historia reciente la medicina y las telecomunicaciones se han convertido en parte importante de la evolución y mejora de calidad en la vida de los seres vivos. Dichos sistemas permiten la comunicación inalámbrica de dispositivos de baja potencia implementados en el cuerpo humano entre los cuales están la Electrocardiografía (ECG), Electromiografía (EMG), Electroencefalografía (EEG), temperatura, entre otros. Uno de los mayores inconvenientes hasta el momento es la no consideración de las pérdidas de potencia generadas por las capas epidérmicas debido a su composición, lo cual, conlleva a que la señal transmitida debe tener mayor potencia para llegar a un receptor lejano o la red presente menor alcance. y por medio de diversos antecedentes, simulaciones y validaciones poder identificar el diseño óptimo de la antena WBAN, teniendo en cuenta la banda de radio frecuencia, tamaño, ganancia y material biocompatible. A través de los antecedentes se procedió a estudiar y validar varios diseños de micro antenas comparando ciertos parámetros tales como la potencia, la impedancia, el tamaño, entre otros, para así proceder a escoger los diseños que tuvieran mejores atributos y así proceder a realizar variaciones para obtener mejores resultados a la hora de la trasmisión de información. A través del proceso de realizar estas variaciones se pudo evidenciar que otro parámetro muy esencial a la hora del diseño era el material en el cual se podría implementar el diseño el cual debería estar basado en la norma IEEE802.15.6 que regula las WBAN en tejido vivo. Posteriormente al haber analizado toda esta información se procedió a realizar los diseños a través de la herramienta computacional Matlab donde se realizaron análisis similares a los encontrados en los antecedentes, y al realizar la comparación de los resultados de estos análisis se procedió a decidir cuál era la mejor opción diseño basándose en los parámetros fundamentales ya mencionados.

In recent years, research and development of different models or forms of antennas for body area networks or WBAN networks have increased. In recent history, medicine and telecommunications have become an important part of the evolution and improvement of quality. in the life of living beings. These systems allow wireless communication of low-power devices implemented in the human body, among which are Electrocardiography (ECG), Electromyography (EMG), Electroencephalography (EEG), temperature, among others. One of the biggest drawbacks to date is the failure to consider the power losses produced by the epidermal layers due to their composition, which means that the transmitted signal must have greater power to reach a distant receiver or the red present less range. and through various background information, simulations and validations, to be able to identify the optimal design of the WBAN antenna, taking into account the radio frequency band, size, gain, and biocompatible material. Through the background, several micro antenna designs were studied and validated, comparing certain parameters such as power, impedance, size, among others, to proceed to choose the designs that had the best characteristics and thus proceed to make variations. to obtain better results when transmitting the information. Through the process of making these variations, it was possible to show that another very essential parameter at the time of design was the material in which the design could be implemented, which should be based on the IEEE802.15.6 standard that regulates WBANs in living tissue. . After having analyzed all this information, the designs were carried out using the Matlab computational tool, where analyzes similar to those found in the background were carried out, and when comparing the results of these analyzes, it was decided which was the best design option extended in the fundamental parameters already mentioned.