Dentro de las redes de conexión inalámbrica, la banda ISM 2.4 GHz, es una porción del espectro electromagnético reservada intencionalmente para propósitos industriales, científicos, médicos y en un ámbito bastante conocido como las telecomunicaciones. Existen diversos dispositivos que trabajan en esta parte del espectro, un ejemplo son los hornos microondas, también es empleado para máquinas con propósitos terapéuticos en medicina para relajación de músculos, RFID y tal vez una de las aplicaciones más conocidas en el ámbito de las telecomunicaciones son las redes Wi-Fi.
En muchas ocasiones se hace necesario conocer las fuentes de radiación presentes en el medio provenientes de algunos equipos, ya sea para detección de fallas de funcionamiento en equipos de alta potencia que puedan presentar peligro para la salud de las personas, o para detección de fuentes de señales de comunicaciones de modo que el usuario pueda desplazarse en modo informado para mejorar su transmisión/recepción.
El sistema que se propone implementar mostrará en qué dirección se encuentran las fuentes de radiación más significativas (limitado por el sistema de visualización elegido), es decir las que tengan una mayor potencia, con una incertidumbre angular no mayor a 30°, de esta manera puede ser empleado en aplicaciones como las descritas anteriormente.
Los arreglos de antenas son bastante útiles para la construcción del dispositivo ya que ellos en comparación con una única antena logran una mejor directividad y pueden resultar más livianos y económicos. Un arreglo de antenas junto con un algoritmo constituye lo que se denomina una antena inteligente.
Otra de las aplicaciones de los arreglos de antenas corresponde a los sistemas de radar de rescate, los cuales pueden identificar la ubicación de sobrevivientes bajo tierra por medio de la respiración cuando ha ocurrido un desastre como un tsunami o un terremoto. Estos sistemas pueden medir la ubicación tridimensional del sobreviente detectando las frecuencias emitidas por la respiración.
Para el desarrollo del proyecto, es necesario conocer previamente la teoría asociada a los arreglos de antenas y su tratamiento matemático, para así determinar el arreglo que se deba emplear. Es importante para un arreglo receptor estimar los ángulos de llegada para descifrar que emisores están presentes y cuales son sus posibles localizaciones angulares.
Por medio de la teoría conocida se hará uso de arreglo de espectro espacial para detectar la dirección de llegada de las fuentes más importantes. El detector es insensible al contenido de la señal y al esquema de modulación. El sistema es igualmente efectivo para la detección de fuentes de señales de comunicaciones tanto como para otras fuentes de radiación como hornos microondas, no se está en la capacidad de distinguir entre estos dos tipos de señales.
Inicialmente se procederá a realizar el diseño del arreglo bidimensional de las antenas que funcionarán como elemento primario para la captación de las señales provenientes de la banda ISM 2.4 GHz. Se validará el diseño por medio de un software especializado y se realizará la implementación del arreglo comprobando su funcionamiento por medio del analizador de redes.
Simultáneamente, con el diseño y la validación del arreglo, se realizará el diseño de un algoritmo que determinará el comportamiento del arreglo el cual será implementado en un microcontrolador. El microcontrolador tendrá además la tarea de controlar el dispositivo de visualización, mostrando la dirección de las señales que tengan un patrón de mayor intensidad.
El proyecto que se presenta brinda la posibilidad de trabajar en diferentes frecuencias, rediseñando únicamente el arreglo para trabajar en la frecuencia que se desee. |