Optimización de radiaciones no ionizantes utilizando arreglos de haz conmutado controlado por matriz de Butler

Abstract

En el área de las telecomunicaciones electrónicas se han producido enormes avances tecnológicos en los últimos años con una continua diversificación de los servicios de uso masivo tales como notebook, smartphone, tablets, con conexiones de datos inalámbricas bajo diferentes protocolos. En áreas urbanas se instalan de manera creciente routers inalámbricos en las denominadas zonas WiFi. La cobertura de estos lugares se logra en la mayoría de los casos utilizando antenas omnidireccionales cuya característica es la de irradiar en todas direcciones, incluso las no necesarias provocando una contaminación electromagnética innecesaria. Se estudiaron diferentes arreglos de antenas con el objeto de optimizar la radiación, es decir hacia una determinada y variable dirección, reduciendo de manera significativa la radiación en zonas no utilizadas. Para cumplir con esta finalidad se seleccionó el sistema de haz conmutado controlado mediante matriz de Butler, que consiste en un arreglo de N antenas alimentadas mediante una matriz de orden N (Butler) generando un haz directivo a partir de la entrada activa. Se utilizaron técnicas de microstrip para implementar la matriz y el arreglo de antenas en un mismo sustrato. Se pudo verificar mediante la simulación y medición, que el sistema realizado cumple con la condición de generar haces selectivos como una forma de controlar la densidad de potencia emitida y a partir de ello se realizó el arreglo de orden cuatro y diseño de la matriz de control, operando a 2.4GHz, construcción y medida de los parámetros de cada uno de los elementos constitutivos en condiciones de laboratorio.