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independientemente de la orienta-
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f
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mente opera en una región cercana al u
s
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s
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entender y tener en cuenta la interacción mutua entre la ante-
na y el cuerpo humano. La implementación de la antena re-
pre
s
enta un proce
s
o cíclico donde intervienen cuatro etapa
s
[1] y
s
e detiene cuando el di
s
eño alcanza lo
s
requerimiento
s
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s
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s
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de la antena y el u
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[
3
-
7
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s
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che
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Con el objetivo de realizar evaluacione
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s
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s
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s
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s
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s
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s
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s
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s
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Exi
s
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al tamaño del parche
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igura 1c.
En la
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igura 2
s
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s
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iciente de re
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lexión (pará-
metro S
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) y el patrón de radiación de la antena di
s
eñada. Se
toma como valor límite de ancho de banda el valor de S
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dB para di
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itivo
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[1]. Lo
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n
e
s
P
I
F
A
-
c
a
be
z
a
-
m
a
n
o
.
F
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t
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E
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b
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ó
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p
r
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p
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C
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ne
s
p
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O
b
t
en
c
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n
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p
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a
m
i
en
t
o
m
u
l
t
i
b
a
n
d
a
d
e
l
a
P
IFA
Pa
r
a obtene
r
la doble frecuencia de resonancia se sigue el p
r
inci
-
pio
d
e diseña
r
dos estructuras por separado que aporten las
fr
e
-
cuencias de
r
esonancias independientemente (realizar el diseño
de
u
na
PIF
A pa
r
a la banda
GS
M 900 y otro para la de
G
SM
1800
)
y luego integ
r
arlas. Mediante modi
f
icaciones a
s
us dimen
-
s
io
n
es es posible
r
eajustar las frecuencias de resonancias.
[
6
]
Lo
s
pa
r
ámet
r
os ge
o
métricos
f
inales de la antena se muest
r
an
en la tabla 1.
P
a
r
a obtener la estructura
f
inal de la
f
igu
r
a 1 que
di
s
eñada pa
r
a ope
r
ar las frecuencias del estándar
G
SM 900 y
1800.
P
oste
r
io
r
mente, se de
f
ine el parámetro
SA
R empleado
frecuentemente en la evaluación del impacto de la
r
adiación
en el usua
r
io.
P
o
r
último, se presentan los resultados simulados
obtenidos con el soft
w
are C
S
T MW
S
.
de mane
r
a simulada la evaluación del impacto de la
r
adiación se muest
r
a se pa
r
tió de uni
r
las dimensiones de un parchela frecuencia inferior, y reduccione
s
al tamaño del parcheSiendo
σ
la conductividad del tejido, E e
s
la amplitud total
de una antena
PIF
A doble banda en un modelo S
A
M de diseñado pa
r
a la
fr
ecuencia
G
SM 1800 y el
G
S
M
900interior (reducción horizontal) para aju
s
tar la frecuencia
s
u-del campo eléctrico (valor cua
dr
ático medio
)
, y J e
s
el vec
-
cabeza y mano.
Pr
imeramente, se presenta una antena P
I
F
A
manteniendo las posiciones del pin de co
r
tocircuito y laperior, como
s
e mue
s
tra en la
f
igura 1c.tor de den
s
idad de corriente.
alimentación.
F
i
g
u
r
a
1
.
C
o
n
f
i
gu
r
a
c
i
ó
n
p
a
r
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l
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P
I
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r
s
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E
l
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b
o
r
a
c
i
ó
n
p
r
o
p
i
a
.
Pa
r
a la obtención de los valo
r
es iniciales de los
p
arche
s
s
e
empleó la siguiente ecuación
[
8
]
:
dond
e
(1)
(
1
)
D
onde L y
W
r
ep
r
esentan las dimensiones del parche, h la
altu
r
a del pin de co
r
toci
r
cuito,
λ
la longitud de onda y
ε
reff
es la constante dieléct
r
ica e
f
ectiva ent
r
e el ai
r
e y el
s
u
s
trato
FR
-
4. Ent
r
e los dos pa
r
ches se deja una sepa
r
aci
ó
n con lo
s
valo
r
es de la tabla 1, y se les une mediante 1 mm de cobre.
La sepa
r
ación ent
r
e el bo
r
de donde se encuent
r
a el pin de
co
r
toci
r
cuito y la alimentación es de 4 mm.
Los ajustes
f
inos a la est
r
uctu
r
a se
r
ealiza
r
án mediante re-
ducciones al bo
r
de exte
r
io
r
(r
educción ve
r
tical
)
para aju
s
tar
a)b)c)
a)b)
Lo
s
campo
s
electromagnético
s
provocado
s
por la
s
corrien-
te
s
en la
s
uper
f
icie y borde
s
de la antena
s
e propagan cuando
la
s
mano
s
y la cabeza del u
s
uario e
s
tán cercana
s
a la e
s
truc-
tura. E
s
ta expo
s
ición a la radiación,
s
i no
s
e regula, puede
cau
s
ar daño
s
a la
s
alud del u
s
uario. Para antena
s
de di
s
po
s
i-
tivo
s
de mano
s
, localizado
s
cercano
s
al tejido humano, una
ne como la derivada en el tiempo de la energía incremental
(dW) ab
s
orbida por una ma
s
a incremental (dm) contenida
en un elemento de volumen (d
V
) de una den
s
idad de ma
s
a
El S
A
R e
s
un parámetro imp
or
tante cuando
s
e di
s
cute lo
s
rie
s
go
s
de
s
aludo a
s
ociado
s
con la ab
s
o
r
ción de la potencia
electromagnética.
O
rganizacione
s
nacionale
s
e inte
r
nacio
-
nale
s
brindan e
s
tándare
s
para el SAR máximo pe
r
mitido
(valor máximo de la ecuación (2
)
pa
r
a un p
r
omedio de ma
s
a
dada) producto a la
s
antena
s
en lo
s
di
s
po
s
itivo
s
móvile
s
. El
e
s
tándar
AN
SI/IEEE C95.3-2002 RF Sa
f
ety Guideline
[
9
]
s
ugiere que el S
A
R total debe
s
e
r
meno
r
que 0,08 W/Kg
como promedio para un cuerp
o
ente
r
o, y no
s
e debe excede
r
de un valor máximo e
s
pacial de 1,6 W/kg, como p
r
omedio
s
obre 1 g de tejido cualquiera
(
de
f
inido como volumen de
tejido en forma de cubo), excepto pa
r
a la
s
mano
s
, muñe
-
ca
s
, pie
s
, y tobillo
s
donde el pico e
s
pacial de SAR no debe
exceder lo
s
4 W/kg, como pr
o
medio
s
ob
r
e 10 g de tejido
cualquiera (de
f
inido como un volumen de tejido en la
f
o
r
ma
de un cubo). En Cuba, la Re
so
lución Núme
r
o 8 del 2015
del
M
ini
s
terio de Comunicacione
s
[
10
]
r
e
f
e
r
encia el valo
r
máximo de 1,6 W/kg para la Ta
s
a de Ab
s
o
r
ción E
s
pecí
f
ica
(T
A
E, denominación cubana del SAR
)
como p
r
omedio
s
o
-
el tejido. La razón de ab
s
orción e
s
pecí
f
ica (S
A
R)
s
e de
f
i-bre 1 g de tejido,
s
in ir má
s
allá.
Ancho de banda
889-963
M
Hz(74
M
Hz)
1744-1883
M
Hz(139
M
Hz)
Ganancia/ Directividad
M
áximas
1
,
23 dB /2
,
34 dB
i
3
,
98 dB /4
,
23 dB
i
Impedancia de entrada (920
M
Hz)
58 -
j
·
2
,
2
Ω
(a 920
M
Hz)
45 -
j
·
10
,
2
Ω
(a 1800
M
Hz)
Pará
m
etro Valor (
mm
)Pará
m
etroValor (
mm
)Pará
m
etroValor
porción de la potencia radiada por la antena e
s
ab
s
orbida por
L16
G
2
2
7,58 mm
L
1
8
t
r
i
ca de
l
FR-4)
4,3
d
i
das de
l
FR-4 )
0,025
0,6 x 1mm
del tejido dada (ρ).
(
2
)
2
W
3
26,7
h
p
t
(a
l
tu
r
a de
l
p
l
ano
t
i
e
rr
a metá
li
co)
T
a
b
l
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1
.
P
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.
0,6
h
c
(g
r
oso
r
de
l
pa
r
che)0,035
h
(a
l
tu
r
a de
l
p
i
n)
tanä
(tangente de pé
r
-
h
s
ParámetroVa
l
ores (GS
M
900)Va
l
ores (GS
M
1800)
W
1
34,2
h
aire
(a
l
tu
r
a de a
i
r
e)6P
i
n de co
r
toc
i
r
cu
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to
å
r
(constante d
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l
éc-
5
4
R
ev
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c
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2016
V
O
L
.
13
55
T
É
C
N
I
C
A
T
É
C
N
I
C
A
23, no. 3, pp. 819-823, 2014.
[4] Huang, Y. y Boyle, K. Antenna
s
:
F
rom Theory to
P
ractice,
J
ohn Wiley and
S
on
s
Ltd. 2008.
[5]
F
iroozy, N. y
S
hirazi,
M
. “
P
lanar Inverted-
F
Antenna (
P
I
F
A) De
s
ign Di
ss
ection for Cellular Communication Application”. Jou
r
nal
of Electromagnetic Analy
s
i
s
and Application
s
, Vol. 3, pp. 406-411, 2011.
[6]
P
adrón Cruz,
M
. “Di
s
eño de antena
s
P
I
F
A para di
s
po
s
itivo
s
móvile
s
con e
s
tándar G
SM
”. U
P
R,
P
ina
r
del Río, 2015.
[7]
M
onta
s
er, A.
M
.;
M
ahmoud, K. R. y Elmikati, H. A. “An interaction
s
tudy between
P
I
F
A
s
hand
s
et antenna and a human handhead
in per
s
onal communication
s
”.
P
rogre
ss
In Electromagnetic
s
Re
s
earch B, vol. 37, pp. 21-42, 2012.
[8] Kumar, G. y Ray, K. B
r
oadband Mic
r
o
s
t
r
ip Antenna
s
. Artech Hou
s
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[9] AN
S
I/IEEE C95.1: American National
S
tandard. “
S
afety Level
s
with Re
s
pect to Human Expo
s
ure to Radio
Fr
equency Elect
r
omag
-
netic
F
ield
s
, 3 kHz to 300 GHz”. New York, 1999.
[10]
M
INCO
M
. “Re
s
olución No. 8/2015”. La Habana, 2015.
C
o
n
c
l
u
s
i
o
ne
s
La antena pre
s
entada opera
s
ati
s
factoriamente en la
s
ban-
da
s
G
S
M
900 y 1800, y e
s
el re
s
ultado del di
s
eño de do
s
e
s
tructura
s
independiente
s
que luego
s
on integrada
s
y
s
in-
tonizada
s
.
A
l evaluar la interacción antena-modelo
s
con el
s
oft
w
are CST
M
WS,
s
e ob
s
erva que la introducción de la
mano e
s
la que má
s
in
f
luye en el funcionamiento de la an-
tena, al provocar una di
s
minución marcada en la frecuencia
de la banda
G
S
M
900,
s
in embargo en la
s
egunda banda la
contribución e
s
moderada, e
s
to
s
e debe a la compo
s
ición del
modelo. E
s
te mi
s
mo e
s
tudio
s
e puede realizar en di
s
po
s
iti-
vo
s
de la
s
futura
s
rede
s
3
G
y 4
G
.
El parámetro S
A
R máximo no e
s
excedido pa
r
a la inte
r
acción
cabeza-antena, mientra
s
que el
p
a
r
ámet
r
o SAR total e
s
cum
-
plido para la interacción antena con cabeza y mano
s
. Ademá
s
,
del patrón de radiación de la e
s
tructu
r
a
s
e ob
s
e
r
va que e
s
te
s
e
encuentra direccionado en
s
entido opue
s
to al modelo de cabe
-
za del u
s
uario, e
s
to re
s
ulta conveniente, ya que e
s
ta e
s
la zona
má
s
s
en
s
ible y por tanto nece
s
aria a p
r
otege
r
en el u
s
ua
r
io.
Lo
s
modelo
s
empleado
s
s
e con
s
ide
r
an bueno
s
pa
r
a una ap
r
o
-
ximación inicial. Sin embargo,
s
i
s
e de
s
ea
r
ealiza
r
una evalua
-
ción má
s
profunda de la interacción de la antena con el u
s
ua
r
io
e
s
nece
s
ario emplear modelo
s
má
s
r
eali
s
ta
s
y lo
s
demá
s
com
-
ponente
s
de un di
s
po
s
itivo móvil.
R
e
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u
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v
a
l
u
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c
i
ó
n
d
e
l
S
A
R
Pa
r
a
r
ealiza
r
la evaluación del
SA
R se emplearán los mode
-
lo
s
de cabeza y mano dados por el soft
w
are C
S
T
M
WS, con
la
s
p
r
opiedades de la tabla 3.
La
s
potencias
r
adiadas por la antena en cada banda se seleccio
-
nan a pa
r
ti
r
de valores prácticos del estándar
GS
M [7
]
, donde
s
e emplea una potencia de 24 dBm (0,25 W) para la
fr
ecuencia
de la banda G
S
M 900 y una potencia de 21 dBm
(
0,125 W
)
pa
r
a las bandas de frecuencias superiores. Esto se
d
ebe a que
la
s
p
otencias máximas en que pueden transmitir los móviles en
el
s
istema G
S
M son de 2Wa 900 M
H
z y de 1 Wa 1800 M
H
z.
Sin emba
r
go, como se emplea T
D
M
A
, la potencia p
r
omedio
es mucho meno
r
(
ap
r
oximadamente la octava pa
r
te: 0,25 W y
0,125 W
r
espectivamente
)
. La con
f
igu
r
ación de lo
s
modelo
s
y la antena se
r
ep
r
esenta en la
f
igu
r
a 1, existiendo
u
na
s
epara-
ción ent
r
e la cabeza y la antena de 16 mm.
Se
r
ealiza
r
on t
r
es expe
r
imentos pa
r
a evalua
r
la interacción
ent
r
e la antena y los modelos: antena
-
cabeza, antena-mano,
y antena con cabeza y mano. En la
f
igu
r
a 2b se mue
s
tra el
pa
r
ámet
r
o S
11
pa
r
a los t
r
es expe
r
imentos simulado
s
. Lo
s
re-
sultados de su evaluación S
A
R son los most
r
ados en la tabla
4, y su dist
r
ibución se muest
r
a en la
f
igu
r
a 3a.
A
demá
s
, en
la
f
igu
r
a 3b se muest
r
an los pat
r
ones de
r
adiación para la
antena inte
r
actuando con la cabeza y la mano.
a)b)c)d)
F
i
g
u
r
a
3
.
D
i
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r
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b
u
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1
g
)
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H
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y
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a
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y
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M
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1800
M
H
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y
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2016
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m
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cabeza
m
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R
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[3] Vehov
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ký, R.;
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M
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P
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f
luence on
P
ropertie
s
of a Dual-Band
P
I
F
AAntenna”. Radioenginee
r
ing, vol.
920
M
Hz1800
M
Hz
[1] Balani
s
, C. A. Mode
r
n Antenna Handbook,
J
ohn Wiley &
S
on
s
, Inc. 2008.
ε
r
σ
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