1- Diseño de una agrupación lineal de banda múltiple y diversidad de polarización para aplicaciones en estaciones base de telefonía celular Autores: Jose Vicente Melo Cortés Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Comunicaciones Móviles Institución Universidad Distrital “Francisco José De Caldas Resumen: Como resultado de esta investigación, se pretende proponer un modelo para el diseño de una agrupación lineal compuesta por 8 antenas para aplicaciones en estaciones base de telefonía celular, que posea polarización lineal inclinada +-45º, y que responda en el rango de (2.5GHz a 2.7GHz) incluida la banda 7 de LTE, con una ganancia mínima de 14dBi, un acoplamiento entre puertos máximo de -15dB
2- Modelo de síntesis de diagramas de radiación en agrupaciones lineales de antenas para aplicaciones en estaciones base de telefonía celular Autores: Camilo Andrés Torres Castillo Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Institución Universidad Distrital “Francisco José De Caldas Distinción: Tesis Meritoria Resumen: Este libro presenta un modelo de síntesis numérica de diagramas de radiación para agrupaciones lineales de antenas, cuyo propósito es controlar los parámetros más importantes del diagrama tales como: el nivel de los lóbulos laterales, la relación delante atrás, el rellenado de nulos y la capacidad de apuntar el haz principal en una dirección especifica según se requiera. La solución propuesta al modelo, plantea el análisis y evaluación de diferentes algoritmos de inteligencia computacional aplicados en la síntesis de diagramas de radiación mediante la variación de la amplitud y fase de las corrientes de excitación en agrupaciones lineales de antenas para estaciones base de telefonía móvil, con los cuales se logra sintetizar diagramas de radiación asimétricos en agrupaciones uniformemente espaciadas, rellenar nulos en regiones deseadas, apuntar el máximo del diagrama en direcciones específicas, cumpliendo con las especificaciones recomendadas por la alianza NGMN (Next Generation Movil Network). Los resultados obtenidos son validados mediante simulaciones efectuadas con el programa de análisis electromagnético HFSS®, sobre agrupaciones lineales de antenas que hacen uso de elementos como dipolos λ/2 compuestas por 8, 12 y 21 elementos. La frecuencia central de diseño de estas agrupaciones es de 1.8 GHz, para uso en tecnologías 4G de telefonía móvil
3- Desarrollo de antena con polarización circular para aplicaciones en satélites CUBESAT Autores: Joel Carrol Vargas Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Institución: Universidad Distrital Francisco José De Caldas
4- Diseño de filtros de microondas pasa banda mediante el uso de metamateriales a una frecuencia de resonancia en el rango de 2GHz a 3GHz Autores: Iván Eduardo Díaz Pardo Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Institución: Universidad Distrital Francisco José De Caldas
5- Antena integrada a un panel solar para satélite CubeSat 1U en banda S Autores: Fidel Avendaño Parra Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Institución: Universidad Distrital Francisco José De Caldas
6- Modelo de síntesis de diagramas de radiación en agrupaciones lineales de antenas para aplicaciones en estaciones base de telefonía celular. Autores: Camilo Andrés Torres Castillo. Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones Institución: Universidad Distrital Francisco José De Caldas
1- Redes de conformación de haz Fase I Autores: Carlos Andres Rubiano, Ferney Castañeda Gualteros Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este documento se presenta el diseño de dos tipos de redes de conformación de haz utilizadas como redes de alimentación fijas, las cuales son la matriz de Butler y una red con divisor 1 a 4 y desfasadores de banda ancha. La metodología se desarrolla en torno a la necesidad de obtener fases diferenciales en un ancho de banda determinado con frecuencia de diseño de 2.45 GHz teniendo en cuenta un ancho de banda total que abarca el desempeño en potencia y fase; los desfasadores e híbridos son planteados a través de circuitos con líneas de transmisión para expresar luego un modelo analítico, con el cual es posible generar estrategias de diseño convenientes. Cualquier red similar a las redes de conformación de haz tratadas en este proyecto puede ser dividida en etapas, llevando a definir un diagrama de fase; este constituye una herramienta de diseño y diagnóstico en la generación de anchos de banda de fase y potencia. Los modelos analíticos y el diagrama de fase permiten que la metodología de diseño propuesta sea eficiente y la red genere un ancho de banda total integral. Se propone el uso de geometrías modificadas para los distintos dispositivos, exceptuando los divisores Wilkinson. En general, se utilizan ramificaciones, o stubs, con terminación a tierra o abiertas. Así, se incrementan los efectos de resonancia mejorando el desempeño en potencia; también sucede que, la fase es modificada de tal forma que es posible mantener fases diferenciales en un rango de frecuencias. Se recurre a una variación en el número de stubs, además de utilizar geometrías de múltiples ramas para los híbridos en cuadratura y cruzadores, con el fin de obtener anchos de banda de potencia similares a los de fase. Una vez logrado el diseño independiente de los dispositivos con anchos de banda totales mayores al 25%, se diseña una matriz de Butler de orden dos y otra de orden tres, así como la red divisora 1 a 4 con desfasadores. En el caso de la matriz de Butler de orden tres, se escoge una geometría que evita la implementación de cruzadores. En todos los casos, se caracterizan prototipos construidos que ayudan a constatar la ruta metodológica seguida en la etapa de diseño. El estudio de desfasadores y acopladores direccionales con base en modelos analíticos permite utilizar propuestas con adición de stubs y ramas como estrategia para diseñar, con base a un diagrama de fase, redes de conformación de haz con anchos de banda totales mayores al 24%.
2- Caracterización de celdas metamateriales para aplicaciones en antenas Autores: Alvaro Alejandro Bohórquez Camacho, Sebastián López Agudelo Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este trabajo de grado se realizó la caracterización de 10 celdas metamateriales, tanto en sus parámetros S, como en sus parámetros constitutivos (permitividad, permeabilidad, indice de refracción e impedancia característica). Con base en estos resultados se diseño, simuló y construyó un lente basado en el concepto de índice de refracción cercano a cero para aumentar la ganancia de una antena en la banda X.
3- Diseño de una Antena LTE 7 MIMO para Uso en el Terminal Móvil Autores: Juan Sebastián Rojas Sabogal Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este documento se presenta el diseño de una antena MIMO para aplicaciones en teléfonos móviles en la banda 4G LTE, partiendo del estudio de diversas propuestas relacionadas en el estado del arte sobre esta temática, mediante lo cual se planteó una propuesta optimizada haciendo uso de simuladores electromagnéticos tales como ANSYS HFSS 15 e IE3D. La solución propuesta se compone de dos elementos, una antena de banda ancha con un solo puerto, de dimensiones 34mm x 47mm, que opera en el rango de 2—6GHz referidas a un nivel pérdidas de retorno de 6dB y una antena MIMO 2x2 resultado de la integración de dos antenas de banda ancha sencillas en un sustrato de 68 x 68mm, operando el rango de 2—10GHz referidas a un nivel pérdidas de retorno de 10dB. Una vez verificados los requerimientos de diseño planteados en los objetivos del proyecto se realizó la fabricación de los prototipos para luego ser validados mediante mediciones de parámetros S, diagrama de radiación y ganancia. Dicha caracterización de los prototipos se realizó en las instalaciones del laboratorio de telecomunicaciones de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas haciendo uso de equipos especializados como lo son el analizador vectorial de redes, la cámara anecóica y antenas Logarítmicas Periódicas de referencia. La realización del proyecto arroja como resultado una antena MIMO con características que le permite ser implementada en la industria de la telefonía móvil, particularmente en la de equipos móviles. Así como un estudio paramétrico detallado de las dimensiones de la antena proporcionando información valiosa a futuros diseñadores con el fin de optimizar el diseño actual o posiblemente establecer una estrategia que permita plantear futuras propuestas.
4- Diseño de un Nodo de Sensado Remoto Inalámbrico Usando Elementos Radiantes de Alta Ganancia Autores: Cesar Aníbal Echeverry Moreno, Martha Aurora Gonzales Jaramillo Director: Gustavo Adolfo Puerto Leguizamón Ph.D Co-Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este trabajo de grado se realiza el diseño y la implementación de dos prototipos de nodo de sensado inalámbrico con antenas planas directivas de alta ganancia; se desarrollo un prototipo que funciona en las bandas de 900MHz y de 2.4GHz simultáneamente, lo que ofrece mayor robustez frente a la perdida de la señal causada por desvanecimiento ambiental e interferencias, este nodo tiene como elemento radiante una antena log-periódica microstrip de banda ancha que permite la resonancia en estas frecuencias. El otro prototipo posee una antena plana de placas suspendidas (SPA) que opera en la banda de frecuencia de 2.4GHz y es de alta ganancia (7.2Bi), lo que permite incrementar los alcances de transmisión y mejorar las capacidades de conectividad en un entorno de redes de sensado inalámbrico.
5- Nuevas Propuestas de Antenas para Aplicaciones en Satélites de Reducido Tamaño - Fase I Autores: Cristiam David Martín Jackson Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este documento se presenta el diseño de cuatro antenas directivas con polarización circular para aplicaciones en satélites de reducido tamaño implementadas en tecnología microstrip, para tal fin se exploran diversas técnicas de excitación con el objetivo de mejorar el ancho de banda de impedancia y aumentar la ganancia en el rango de 2.4GHz a 2.45GHz. Como resultado de este proceso se fabricaron dos de los diseños que presentaron los mejores resultados en simulación a saber: una antena convencional de referencia que hace uso de la tecnología de parche circular cortocircuitado, con excitación en dos puntos mediante el uso de un acoplador híbrido de 90°, para de esta forma lograr la polarización circular y un mejoramiento en la relación axial, aparte de reducir su tamaño frente a desarrollos previos propuestos al interior del grupo GRECO. El diseño propuesto para la antena de parche circular cortocircuitado permite alcanzar un ancho de banda de impedancia del 27.39% en el rango de 2.295GHz a 3.025GHz y una ganancia máxima de 5.04dBi para la frecuencia de 2.44GHz. El segundo diseño construido se trata de una antena optimizada mediante un algoritmo genético enfocado a la solución multiobjetivo para optimizar el ancho de banda de adaptación y acople de una antena de parche suspendido alimentada por proximidad mediante dos sondas tipo ‘L’, excitadas de igual manera con un acoplador hibrido de 90° con la cual se obtiene un ancho de banda del 51.53% para el rango de frecuencias entre 1.93GHz y 3.27GHz, es decir, un mejoramiento del 13.69% con respecto a la antena de referencia construida; así mismo se logra una ganancia promedio de 8.15dBi para el rango de frecuencias entre 2.40GHz y 2.45GHz y en general, un mejoramiento del ancho de banda de ganancia para una referencia en 6.1dB del 26.47% comprendido desde 2.13GHz hasta 2.78GHz. Para la medición de parámetros se propone una nueva metodología para la medición de relación axial y ganancia, las cuales se validan mediante la caracterización de la antena de parche suspendido excitada por sondas tipo ‘L’.
6- Diseño y caracterización de una antena circularmente polarizada y de reducido tamaño en tecnología microstrip para aplicaciones en la banda UHF Autores: Sergio Fernández Rojas Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: El presente trabajo parte de la base teórica dada por las ecuaciones de Maxwell para la interpretación de los fenómenos electromagnéticos, así como el modelo de línea de transmisión y cavidad resonante para comprender el funcionamiento de las antenas microstrip, los cuales al ser una buena aproximación son utilizados para tener un punto de partida en el diseño y una mejor comprensión del comportamiento de dichas antenas, sin embargo carecen de precisión a la hora de realizar diseños que serán implementados, es por esto que se hace imprescindible el uso de herramientas de simulación las cuales emplean algoritmos complejos que permiten un modelamiento mucho más preciso basado en el análisis de onda completa el cual a su vez incluye al método de los momentos. Dichos paquetes de software permiten al diseñador establecer una apreciación más cercana del fenómeno de la propagación y radiación electromagnética en las antenas diseñadas, al ofrecer herramientas de visualización en 2D y 3D tanto de la respuesta electromagnética como en impedancia. El trabajo continúa con el análisis de las técnicas convencionales hasta ahora empleadas en el diseño de antenas microstrip, las cuales han servido para la obtención de polarización circular y reducción de tamaño, al realizar análisis paramétricos sobre el comportamiento de la respuesta de las antenas con respecto a variables físicas del sustrato y su geometría, posteriormente se analiza el comportamiento de circuitos de radiofrecuencia como una simple línea de transmisión en su aplicación como transformador de impedancia, al ser incluida una celda de comportamiento metamaterial en su plano de tierra, determinado el efecto metamaterial causado por dicha celda en la reducción del tamaño eléctrico de la línea de transmisión. Finalmente se parte de la hipótesis de que dicha celda también causaría una reducción de tamaño en el diseño de una antena microstrip, basados en las técnicas anteriormente utilizadas, la experiencia adquirida, y el comportamiento observado al incluir las celdas metamateriales, se procede a realizar el diseño de una antena en la banda UHF sobre 915 MHz con aplicaciones tanto satelitales como posiblemente en identificación por radiofrecuencia (RFID), que presente características de polarización circular, un tamaño reducido, una ganancia y anchos de banda modestos.
7- Desarrollo de un elemento básico para aplicaciones en paneles para estaciones base en la banda alta de 4G LTE Autores: Erick Santiago Garzón Quintero Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este documento se presenta un elemento básico para aplicaciones en paneles para estaciones base en la banda alta de 4G LTE que consta del desarrollo de una antena que opere en el rango de 1.8 GHz a 2 GHz, para pérdidas de retorno inferiores a 15dB, con polarización lineal dual +-45°, ganancia superior a 3dBi como mínimo y que cumple con las especificaciones del estándar 4G LTE, junto con el diseño del soporte que contendrá como elemento principal un reflector, el cual cumple como función el mejorar todas las cualidades del elemento básico diseñado. La solución propuesta se compone de dos elementos, una antena con un ancho de banda de 1,2 GHz, de dimensiones de 160 mm x 160 mm, que opera en el rango 1,5 GHz a 2,7 GHz.
8- Antena inteligente de Haz Conmutado de cuatro haces con polarización circular Autores: Jeison Jair Ariza Pulido, Sergio Esteban Mejía Serrano Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: En este documento se presenta el desarrollo de una agrupación circular de antenas de haz conmutado compuesta por cuatro antenas de polarización circular y sentido de giro conmutable y una red de conformación y selección de haz. Cada elemento radiante consta de un parche circular suspendido alimentado por excitadores en “L” mediante un acoplador hibrido de 90°, con lo cual se logra un mejoramiento de la relación axial.Los resultados de las medidas para los prototipos de elementos radiantes construidos muestran un ancho de banda de impedancia del 33.5% en el rango de frecuencias de 1.986GHz a 2.79GHz para un coeficiente de reflexión inferior a -10dB, al igual que una ganancia de 8.75dBi a una frecuencia de 2.35GHz
9- Desarrollo de un módulo de despliegue de antena con polarización circular reconfigurable para la banda S Autores: Diego Rafael Méndez Marín, Alexander Pineda Rodríguez Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
10- Diseño e implementación de un radio de comunicaciones UHF/VHF para satelites de reducido tamaño tipo cubesat. Autores: Gabriel Mauricio Arévalo Bermúdez Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Resumen: Este documento presenta el desarrollo del proyecto de investigación titulado “Diseño e implementación de un radio de comunicaciones UHF/VHF para satélites de reducido tamaño tipo Cubesat”. El contenido de este documento muestra todas las etapas del desarrollo e implementación de un radio de comunicaciones para satélites de reducido tamaño como el caso de los Cubesat. El objetivo principal es desarrollar e implementar un radio de comunicaciones en las bandas UHF/VHF que permita la comunicación eficiente entre una estación terrena y un nanosatélite con orbita LEO (Low Earth Orbit). El radio es diseñado según los lineamientos del estándar Cubesat que define aspectos como la geometría del circuito impreso, la modulación a usar, el protocolo de comunicaciones usado así como las tasas de transmisión de datos.
11- Diseño de antenas microstrip aplicando técnicas de reducción de tamaño sobre el rango de frecuencias de 300MHz a 1GHz Autores: Diego Triana Barreto Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
12- Agrupación Lineal faseada de cuatro elementos Autores: German Ortega Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
13- Diseño, optimización y construcción de una red de Butler de 8 x 8 con tecnología Microstrip Autores: Gerson David Cruz Capador Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
14- Diseño de Antenas reconfigurables con tecnología Microstrip Autores: John Edison Cortes Alonso Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
15- Diseño de antenas planas con multiplicidad de resonancias para aplicaciones en terminales móviles Autores: Jorge Eduardo Cote Ballesteros Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
16- Diseño de antenas para equipos portátiles (Fase I): "PIFA con doble resonancia para aplicaciones GSM 900, GSM 1800, GSM 1900 Y UMTS" Autores: Daniel Andrés Sarmiento Cruz Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
17- Diseño de antenas para equipos portátiles (Fase II) Autores: José Orlando Gómez Sará Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
18- Diseño de antenas para equipos portátiles (Fase III) Autores: Rafael Armando Rodríguez León Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
19- Diseño e implementación de circuitos de microondas (Parte I) Autores: Juan Manuel González Granados Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
20- Estudio de factibilidad para la implementación de un enlace de microondas de espectro ensanchado como solución inalámbrica para interconexión de redes LAN y diseño de una herramienta de simulación y análisis se sistemas de microondas de espectro ensanchado Autores: Juán Carlos Toledo Martínez Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
21- Estudio y Software de simulación de sistemas OFDM Autores: Leonardo Jiménez Cano, José Joaquín Parrado Galeano, Carlos Armando Quiza Montaña Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
22- Diseño y Construcción de un arreglo de fase de 16 elementos Autores: Hernán Darío Jiménez Jiménez, Jhon William Parra González, Leopoldo Andrés Rosas Ramos Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
23- Software de simulación para la caracterización de antenas con geometría fractal Autores: Elvis Eduardo Gaona, Diego Yesid Rincón Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
24- Diseño de un sistema PCS sobre una red HFC Autores: Diana Carolina Rodríguez, Paola Ivonne Triana Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
25- Prototipo para la lectura de mensajes de Beeper para invidentes Autores: Elvis Eduardo Gaona, Diego Yesid Rincón Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
26- Software de simulación para la caracterización de antenas con geometría fractal Autores: Carlos Javier casas Díaz, Wilmer Vesga Torres Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
27- Diseño de un sistema de comunicaciones de baja capacidad para comunicaciones administrativas y de seguridad Autores: Jorge Giovanni castellanos gelves, Miguel ángel baquero quintero Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
28- Alarma y control remoto interactivo utilizando la red pública conmutada Autores: Enrique Orlando Medina, Francisco Javier Díaz Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D Programa: Ingeniería Electrónica Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
29- Diseño de dispositivos pasivos de microondas para aplicaciones en antenas y agrupaciones de antenas. Autores: Carlos Andrés Rubiano, Ferney Castañeda Gualteros. Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D. Programa: Ingeniería Electrónica. Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
30- Lente basada en metamateriales para el mejoramiento de los parámetros de una antena de bocina. Autores: Álvaro Alejandro Bohórquez Camacho y Sebastián López Agudelo. Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D. Programa: Ingeniería Electrónica. Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
31- Estudio de la tecnología Groove Gap Waveguide para su aplicación en el diseño de antenas en banda X. Autores: Julián Esteban Camacho Quintana. Director: Carlos Arturo Suárez Fajardo Ph.D. Programa: Ingeniería Electrónica. Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas