Dissertação

{en_GB=Wearable Antenna for an Ankle Bracelet Device} {} EVALUATED

{pt=Os dispositivos para utilização junto ao corpo humano, e aplicações e serviços associados, têm tido cada vez mais importância no aumento do tráfego IP global de informação. Constituem hoje uma parte importante da IoE/IoT. Propõe-se uma antena de dupla banda com dois níveis de metalização, para utilização em aplicações de segurança, assistência médica e localização de pessoas. Esta dissertação propõe uma antena de 82.6 × 20 × 3.5 mm3 com três ranhuras retangulares paralelas de 46.5 × 1.5 mm2, equiespaçadas de 1 mm, colocadas no plano de terra e junto do porto de banda mais baixa. O seu protótipo foi construído e testado. A antena opera nas bandas Wi-Fi e BT, na banda ISM de 2.45 GHz, e nas bandas L1 dos serviços de GPS/GLONASS/Galileo. Em duas fases, analisaram-se parâmetros S, larguras de banda, alimentação, diagramas de radiação e eficiências de radiação. Primeiramente em espaço livre, devido a problemas de isolamento, tornou-se necessário abordar técnicas de desacoplamento. Seguidamente, estudou-se a antena quando dobrada e integrada num modelo inspirado numa tornozeleira comercial, e quando depois colocada junto a um modelo de pé e tornozelo. A avaliação SAR foi também estudada. Com os resultados da primeira fase, verificou-se uma concordância satisfatória entre os resultados de simulação e experimentais dos parâmetros S nas bandas pretendidas, o que valida o procedimento usado. A segunda fase conduziu a resultados de simulação promissores para prova de conceito, embora requeira ainda mais estudos para validação experimental e possibilidade de utilizar esta antena nas aplicações de interesse., en=Wearable devices, as well as their related applications and services, are more and more important in the steady increase of the global Internet Protocol (IP) traffic. They are now an important part of the Internet of Things (IoT)/Internet of Everything (IoE). The proposed structure is a dual-band antenna with two metal layers for use in security, health/medical care, and personnel tracking applications. This dissertation proposes an antenna of 82.6 x 20 x 3.5 mm3 with three parallel rectangular slots of 46.5 x 1.5 mm2, equispaced of 1 mm, placed in ground plane and near the lowest band port. Its prototype was built and tested. The antenna operates in the Wireless-Fidelity (Wi-Fi) and Bluetooth (BT) bands, in the 2.45 GHz Industrial, Scientific and Medical (ISM) band, and in Global Positioning System (GPS)/GLONASS/Galileo L1 bands. In two distinct stages, Scattering Parameters (S-Parameters), bandwidths, feeding, radiating patterns and radiating efficiency were analysed. First in free-space, due to isolation issues, it became necessary to approach decoupling techniques. In a second stage, the antenna was studied when folded and integrated in an ankle bracelet, inspired by a commercial application, and then when placed close to an ankle and foot model. The Specific Absorption Rate (SAR) was also evaluated. Regarding the results of the first stage, there was a satisfactory agreement between the simulation and the experimental S-Parameters results in the bands of interest, which validates the procedure used. The second stage led to promising simulation results for a proof of concept.}
{pt=Pulseira eletrónica, Antena dupla-banda, GPS, BT, Wi-Fi, en=Ankle bracelet antenna, Dual-band antenna, GPS, BT, Wi-Fi}

Junho 17, 2019, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Miguel Faria Pires

Geosatis SA

Especialista

ORIENTADOR

António Manuel Restani Graça Alves Moreira

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado