Método de elementos finitos para caracterizar antenas microstrip con diferente substrato para sensores de alta temperatura

Abstract

La integración de la antena microstrip al sensor SAW representa una atractiva solución para monitorear altas temperaturas a distancia. En aplicaciones donde se utilizan hornos industriales es indispensable supervisar la temperatura a través de sensores operados con tecnología infrarroja o inalámbrica. El propósito de éste estudio fue caracterizar el patrón de radiación de una antena microstrip hecha sobre el mismo substrato piezoeléctrico que forma el sensor SAW, con el fin de desarrollar un medidor de altas temperaturas interrogado inalámbricamente. Este estudio hace parte de la etapa de diseño de una antena para el SAW, la cual será fabricada posteriormente. A través del método de elementos finitos, tres antenas microstrip hechas con substratos de Quartz, Langasite y Dilithium Tetraborate fueron modeladas y simuladas. La simulación permitió establecer parámetros tales como comportamiento de los planos E-field (eléctrico) y H-field (magnético), dirección de la máxima radiación, ancho del lóbulo principal y la directividad. Los resultados mostraron que la antena hecha con Quartz tiene una potencia máxima de radiación de 2dB, con un ancho del lóbulo principal de 48°. Para la antena de Langasite, se obtuvo una potencia de radiación de -12dB, con un ancho del lóbulo de 30°. Y para la antena de Dilithium Tetraborate, la potencia de radiación fue de -3.2dB, con un ángulo de radiación de 78°.

Keywords

• antena microstrip
• elementos finitos
• sensor saw
• substrato piezoeléctrico
• temperatura