Fractal antennas

Abstract

Las antenas son dispositivos esencialmente de banda estrecha; es decir, su comportamiento es altamente dependiente de la frecuencia de operación. La relación entre la longitud de onda de trabajo y el tamaño de la antena condiciona enormemente sus prestaciones. Ello implica que es complicado realizar antenas que funcionen de la misma forma en varias frecuencias, o que tengan un tamaño mucho menor que la longitud de onda. En esta tesis se introduce el diseño fractal de antenas como una posible alternativa para abordar este tipo de problemas. En particular, se muestra como las propiedades geométricas de autosimilitud y dimensión no entera, que son características de los objetos fractales, pueden ser útiles en el diseño de antenas multifrecuencia (multibanda) y de antenas pequeñas. A lo largo de la Tesis se muestran varios resultados experimentales, numéricos y teóricos que confirman este hecho. Tras revisar las restricciones más comunes de las antenas clásicas, la tesis empieza enunciando teóricamente el comportamiento multibanda de las antenas con geometría fractal. El estudio se particulariza entonces al caso de agrupaciones fractales de antenas y a factores de agrupación fractales. Se demuestra que las agrupaciones fractales ideales tienen un comportamiento multibanda y que las versiones implementables de dichas estructuras Ideales conservan algunas de las propiedades multibanda. La antena de Sierpinski fue la primera verificación experimental de que se podía construir una antena fractal multibanda. A lo largo de la tesis se introduce la nueva geometría de la antena y sus propiedades fundamentales. Se ensayan también varias modificaciones de la estructura inicial, tales como variaciones en el ángulo del vértice de alimentación, variaciones en la inclinación de la antena, del espaciado entre bandas, etc. También se describe como otras formas fractales aleatorias poseen también propiedades multibanda.