Nuevos diseños de antenas pequeñas de hilo mediante algoritmos genéticos y geometría prefractal

Resumen

El desarrollo de esta Tesis es paralelo al del proyecto europeo FRACTALCOMS, cuyo principal objetivo ha sido la exploración de los límites fundamentales y tecnológicos de las antenas pequeñas basadas en la geometría prefractal. La Tesis ha sido dividida en dos bloques. El primero de ellos consiste en la extensión de códigos numéricos para la resolución de las ecuaciones de Maxwell en el dominio del tiempo, para posteriormente aplicarlos al estudios de dichas antenas prefractales. El segundo bloque presenta nuevos diseños de antenas pequeñas de hilo basados en geometría prefractal o en optimizaciones mediante algoritmos genéticos multiobjetivo. Dentro del primer bloque, se ha trabajado con dos métodos numéricos: el código DOTIG5, basado en el Método de los Momentos en el dominio del tiempo (MoMTD), y el método híbrido ADI-FDTD/MoMTD. Dichos métodos han sido extendidos para permitir estructuras con planos de tierra de conductor eléctrico perfecto, uniones entre hilos, segmentación no uniforme en el modelado de los hilos, etc. En cuanto al diseño de antenas pequeñas de hilo, éste ha sido llevado a cabo en vacío, para posteriormente estudiar el comportamiento de las antenas diseñadas cuando son aplicadas a las comunicaciones móviles y por tanto radian cerca de una cabeza humana. En esta Tesis se ha demostrado que las antenas basadas en geometría prefractal no mejoran las características de las antenas más convencionales basadas en geometrías euclídeas (por ejemplo, meandar y zigzag). Se han presentado dos de los efectos que pueden limitar el comportamiento de las antenas pequeñas de hilo: los atajos en el camino seguido por la corriente a lo largo del hilo, y los acoplamientos entre segmentos paralelos cercanos. Por último, y dado el compromiso a alcanzar entre los distintos parámetros significativos de las antenas pequeñas (eficiencia, ancho de banda, frecuencia de resonancia, etc.) se ha optado por r