Diseño de sistema de tracción mecánica para la deformación y análisis de cambios en el parámetro S11 de antenas patch

Abstract

Desarrollos actuales en el diseño y fabricación de sistemas de monitoreo para la detección de agrietamientos y deformaciones en estructuras fabricadas para beneficio humano en el campo de la industria civil y aeroespacial, han generado necesidades de avance en la investigación y desarrollo de sistemas de monitoreo inalámbricos, debido a la complejidad y costo de los sistemas actuales, que dependen de cableados y fuentes de energía para su funcionamiento, limitando así su uso y elevando el costo de instalación, que en algunos casos es necesario intervenir físicamente la estructura para la instalación de galgas extensiométricas y sensores de fibra óptica, afectando en cierta manera la estructura misma. Este proyecto tiene como alcance el diseño y la fabricación de un sistema de tracción mecánica, para la simulación de diferentes porcentajes de tensión aplicados a varias antenas Patch y de esa forma poder analizar el comportamiento del parámetro S11 de antenas microcinta o antenas Patch sometidas a un esfuerzo mecánico. Dichos sensores al ser deformados por tracción mecánica, surgen cambios significativos en el parámetro S11, dicho cambio es utilizado para determinar el porcentaje de deformación de estructuras en el campo de la industria civil y aeroespacial, En este proyecto se analizarán varias antenas Patch; antes y después de la deformación mecánica, para determinar cuáles es el cambio del parámetro S11 y la variación en la frecuencia de resonancia de la antena, dicho cambio será visualizado en un analizador de redes vectorial. El proyecto es de carácter investigativo, enfocado en sensores pasivos basados en antenas microcinta, incorporados al monitoreo de la salud estructural aplicada a la industria civil y aeroespacial, con el objetivo de investigar las variaciones del parámetro S11 y la frecuencia de resonancia frente a diferentes porcentajes de tensión simulados en la prensa mecánica diseñada en este proyecto. El cambio de forma de las superficies de las antenas, hace variar la frecuencia de resonancia característica de la antena, dicho cambio se podría utilizar para determinar los cambios físicos de una estructura y la detección de daños en SHM (Structure Health Monitoring), según los autores de las investigaciones citadas en este proyecto.