DISEÑO DE UNA ANTENA CONFORMADA EFICIENTE PARA APLICACIONES WIMAX Javier Rodas González (1) , Julio C. Brégains (1) , Luis Castedo Ribas (1) , Francisco Ares Pena (2) . jrodas@udc.es, julio.bregains@udc.es, luis@udc.es, francisco.ares@usc.es (1) Dpto. de Electrónica y Sistemas. Universidad de La Coruña. Facultad de Informática, Campus de Elviña, CP. 15071, La Coruña. (2) Dpto. de Física Aplicada. Universidad de Santiago de Compostela. Facultad de Física, Campus Sur, CP. 15782, Santiago de Compostela. Abstract- The numerical model of a very simple, yet efficient, conformal antenna prepared for operating at the 3.4–3.6 GHz WiMAX range is presented in this paper. Regarding the performance of the radiation pattern, the resulting antenna exhibits high gain and excellent linear polarization within a broad coverage zone. En este artículo se presenta el modelo numérico de una antena conformada sencilla, pero eficiente, diseñada para trabajar en el rango de frecuencias de servicios WiMAX de 3,43,6 GHz. La antena resultante presenta un patrón de radiación de alta ganancia y excelente polarización lineal, con una amplia zona de cobertura angular. I. INTRODUCCIÓN A tendencia actual en la industria de telecomunicaciones apunta hacia la ubicuidad de las conexiones a Internet, con una evidente atención hacia las redes inalámbricas que permitan ofrecer servicios de banda ancha. Los estándares IEEE802.16x constituyen la base de la tecnología de acceso inalámbrico de banda ancha WiMAX (del inglés Worldwide Interoperability for Microwave Access) [1] que ha sido desarrollada como alternativa al cable y al DSL para el acceso inalámbrico de última milla tanto para usuarios fijos como móviles. En un amplio sentido, la tecnología WiMAX está pensada para alcanzar la misma universalidad para Internet que la obtenida para las comunicaciones por telefonía móvil celular. Como consecuencia de ello, la investigación, desarrollo y fabricación de equipos y dispositivos terminales de comunicaciones para interior y exterior que se adapten a dichos estándares, se ha incrementado desde que la tecnología WiMAX se hizo presente en la comunidad técnica e industrial. Por otra parte, en la comunidad de diseñadores de antenas, ha habido últimamente un interés creciente por antenas de parches acoplados electromagnéticamente (PAEs) debido, entre otras cosas, a que con ellas es posible obtener buenos valores de ganancia absoluta, además de excelentes anchos de banda de impedancia de entrada [2]. Esta última ventaja ha motivado la intensificación de la investigación sobre PAEs debido a su particular adecuación a tecnologías WLAN [3], Bluetooth [4], WiMAX [5], o a cualquier otra aplicación en la que la transmisión masiva de datos es de interés. Desafortunadamente, la mayoría de los modelos de PAEs presentados en la bibliografía técnica poseen polarización lineal a lo largo del ángulo medido desde la normal al plano de la antena, siendo ésta una característica que puede reducir la eficiencia de polarización, puesto que las señales electromagnéticas procedentes de varias antenas transmisoras (o receptoras) del mismo tipo son difíciles de alinear entre sí para conseguir un buen acoplo de polarizabilidad. En esta comunicación se presenta el innovador modelo numérico de una antena conformada compuesta por tres PAEs y diseñada para trabajar en el rango WiMAX de 3,4 a 3,6 GHz [1]. Dicho modelo presenta alta ganancia máxima, gran cobertura horizontal y un ancho de banda de impedancia de entrada (curvas |S 11 | vs. frecuencia) del orden del 6% (mucho mayor que las de los parches no acoplados, que son del orden inferior al 1%). El patrón de radiación posee polarización lineal vertical, una manera conveniente de aumentar la eficiencia de la transmisión de radiación (ver comentarios anteriores). Como se verá, las características de la antena (pequeñez, facilidad de conexión, buena zona de cobertura) la hacen particularmente adecuada para ser adaptable a dispositivos de comunicación interiores o exteriores. II. CONFIGURACIÓN DE LA ANTENA Para diseñar el modelo de la antena se ha utilizado una herramienta de simulación basada en el método de las Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD, del inglés Finite Difference Time Domain [6]). La antena está compuesta por tres parches rectangulares RP de longitud l RP y ancho w RP , tal y como se muestra en la Fig. 1 en la que también se indica la distancia d RP entre bordes de elementos contiguos. Dichos RPs se acoplan electromagnéticamente a sus correspondientes líneas de microcinta SL, de longitud l SL y ancho w SL , estando dichas SLs unidas a través de una microcinta común de ancho w JSL y alimentadas por un único pin P de 1 mm de diámetro. La antena es conformada por encima de un plano de tierra semicilíndrico trigonal compuesto por placas rectangulares GRs. Las placas laterales del plano de tierra se disponen en ángulos GR respecto de la placa central. Según se puede observar, tanto los RPs como las SLs son paralelas a las correspondientes GRs. Se considera que el modelo posee un sustrato dieléctrico (no indicado en las gráficas por sencillez) con características L