Evaluación de rendimiento de una antena de parche de malla semitransparente impresa en 3D de bajo costo para aplicaciones de comunicación urbana
Autores: Inclán-Sánchez, Luis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de rendimiento de una antena de parche de malla semitransparente impresa en 3D de bajo costo para aplicaciones de comunicación urbana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio
Antenas
Parche de malla de metal sin sustrato
Impresión 3D
Pintura conductora de plata
Congestión de infraestructura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio explora la posibilidad de diseñar antenas semitransparentes simples que permitan el paso de la mayoría de la luz visible manteniendo un buen rendimiento electromagnético. Proponemos una antena de parche de malla metálica sin sustrato fabricada utilizando impresión 3D de bajo costo y pintura conductora de plata. Nuestro objetivo es integrar numerosos radiadores de este tipo en las ventanas de edificios de oficinas, preservando la iluminación natural con un impacto visual mínimo, con el fin de aliviar la congestión de infraestructuras o mejorar la ubicación de antenas en bandas de frecuencia por debajo de los 6 GHz. En este artículo, realizamos un análisis de los parámetros principales que influyen en los parches construidos con cables de malla metálica sin sustrato, centrándonos en la topología de la rejilla y en el ancho de los cables metálicos, así como en sus efectos sobre la transparencia de la antena y la radiación posterior. Debido a la ausencia de un sustrato, la antena muestra pérdidas mínimas. Además, en este estudio investigamos a fondo los efectos de la conductividad y la rugosidad en superficies impresas con pintura metálica. Se presenta un prototipo a 2,6 GHz, logrando más del 60% de transparencia, un ancho de banda de coincidencia de impedancia del 2,7% y una ganancia máxima realizada de 5,4 dBi. La antena es fácil de fabricar y rentable, y considera la sostenibilidad. Su implementación a gran escala puede aliviar la infraestructura de los edificios, mejorando la conectividad de radio en entornos urbanos y ofreciendo nuevas soluciones inalámbricas rentables y eficientes desde el punto de vista energético.
Descripción
Este estudio explora la posibilidad de diseñar antenas semitransparentes simples que permitan el paso de la mayoría de la luz visible manteniendo un buen rendimiento electromagnético. Proponemos una antena de parche de malla metálica sin sustrato fabricada utilizando impresión 3D de bajo costo y pintura conductora de plata. Nuestro objetivo es integrar numerosos radiadores de este tipo en las ventanas de edificios de oficinas, preservando la iluminación natural con un impacto visual mínimo, con el fin de aliviar la congestión de infraestructuras o mejorar la ubicación de antenas en bandas de frecuencia por debajo de los 6 GHz. En este artículo, realizamos un análisis de los parámetros principales que influyen en los parches construidos con cables de malla metálica sin sustrato, centrándonos en la topología de la rejilla y en el ancho de los cables metálicos, así como en sus efectos sobre la transparencia de la antena y la radiación posterior. Debido a la ausencia de un sustrato, la antena muestra pérdidas mínimas. Además, en este estudio investigamos a fondo los efectos de la conductividad y la rugosidad en superficies impresas con pintura metálica. Se presenta un prototipo a 2,6 GHz, logrando más del 60% de transparencia, un ancho de banda de coincidencia de impedancia del 2,7% y una ganancia máxima realizada de 5,4 dBi. La antena es fácil de fabricar y rentable, y considera la sostenibilidad. Su implementación a gran escala puede aliviar la infraestructura de los edificios, mejorando la conectividad de radio en entornos urbanos y ofreciendo nuevas soluciones inalámbricas rentables y eficientes desde el punto de vista energético.