Бу эш 6 GHz суб-бишенче буын (5G) чыбыксыз элемтә системалары өчен компакт интеграль күп кертүле күп чыгару (MIMO) метасурфейс (MS) киң полосалы антенна тәкъдим итә. Тәкъдим ителгән MIMO системасының ачык яңалыгы - аның киң эшлекле киңлеге, югары табыш, кечкенә компонентларны чистарту, һәм MIMO компонентлары эчендә искиткеч изоляция. Антеннаның нурланыш урыны диагональ рәвештә киселгән, өлешчә җиргә салынган, һәм антеннаның эшләвен яхшырту өчен метасурфейслар кулланыла. Тәкъдим ителгән прототип интеграль MS антеннасының миниатюр үлчәмнәре 0,58λ × 0.58λ × 0.02λ. Симуляция һәм үлчәү нәтиҗәләре 3,11 ГГцдан 7,67 ГГцга кадәр киң полосалы эшне күрсәтә, шул исәптән 8 dBi ирешкән иң зур табыш. Дүрт элементлы MIMO системасы эшләнгән, һәр антенна бер-берсенә ортогональ, шул ук вакытта компакт зурлыкны һәм киң полосалы эшне 3,2 дән 7,6 ГГцга кадәр саклый. Тәкъдим ителгән MIMO прототибы Роджерс RT5880 субстратында аз югалту һәм миниатюрлаштырылган үлчәмнәр 1,05 белән эшләнгән һәм эшләнгән? 1.05? 0.02?, Һәм аның эшләнеше тәкъдим ителгән квадрат ябык боҗралы резонатор массивы белән бәяләнә, 10 х 10 бүленгән боҗра белән. Төп материал бер үк. Тәкъдим ителгән арткы планета метасурфасы антеннаның арткы нурланышын сизелерлек киметә һәм электромагнит кырларын манипуляцияли, шуның белән киңлек киңлеген яхшырта, MIMO компонентларын изоляцияли. Хәзерге MIMO антенналары белән чагыштырганда, тәкъдим ителгән 4 портлы MIMO антеннасы 5G суб-6 ГГц диапазонында уртача эффективлыгы 82% ка кадәр 8,3 dBi югары табышка ирешә һәм үлчәнгән нәтиҗәләр белән яхшы килешә. Моннан тыш, эшләнгән MIMO антеннасы конверт корреляция коэффициенты (ECC) 0,004-дән ким, 10 dB (> 9.98 dB) күптөрлелек арту һәм MIMO компонентлары арасында югары изоляция (> 15,5 dB) ягыннан искиткеч күрсәткеч күрсәтә. характеристикалары. Шулай итеп, тәкъдим ителгән MS нигезендә MIMO антеннасы аның 6 ГГц 5G элемтә челтәренә кулланылышын раслый.
5G технологиясе - чыбыксыз элемтәдә искиткеч алгарыш, ул миллиардлаган тоташтырылган җайланмалар өчен тизрәк һәм куркынычсыз челтәрләргә мөмкинлек бирәчәк, кулланучыларга "нуль" яшеренлеге (1 миллисекундтан да аз), һәм яңа технологияләр, шул исәптән электроника кертә. Медицина ярдәме, интеллектуаль белем. , акыллы шәһәрләр, акыллы йортлар, виртуаль чынбарлык (VR), акыллы заводлар һәм Транспорт чаралары интернеты (IoV) безнең тормышны, җәмгыятьне һәм тармакларны үзгәртә1,2,3. АКШ Федераль Элемтә Комиссиясе (FCC) 5G спектрын дүрт ешлык полосасына бүлеп бирә4. 6 ГГцдан түбән ешлык полосасы тикшерүчеләр өчен кызыклы, чөнки ул югары мәгълүмат ставкалары белән ерак араларга элемтәгә керергә мөмкинлек бирә 5,6. Глобаль 5G элемтә өчен суб-6 ГГц 5Г спектрын бүлү 1-нче рәсемдә күрсәтелгән, бу барлык илләрнең 5G элемтә өчен 6 ГГц спектрын каравын күрсәтә. Антенналар - 5G челтәренең мөһим өлеше, һәм күбрәк станция һәм кулланучы терминалы антенналары таләп ителә.
Микросрип пач антенналары нечкәлек һәм яссы структураның өстенлекләренә ия, ләкин киңлек киңлеге һәм табыш 9,10 белән чикләнгән, антеннаның табышын һәм киңлеген арттыру өчен бик күп тикшеренүләр үткәрелгән; Соңгы елларда метасурфейслар (MS) антенна технологияләрендә киң кулланылды, аеруча табышны һәм үткәрүне яхшырту өчен, 11,12, ләкин бу антенналар бер порт белән чикләнәләр; MIMO технологиясе чыбыксыз элемтәнең мөһим аспекты, чөнки ул берьюлы берничә антеннаны куллана ала, шуның белән мәгълүмат ставкаларын, спектраль эффективлыкны, канал сыйдырышлыгын, ышанычлылыгын яхшырта13,14,15. MIMO антенналары - 5G кушымталары өчен потенциаль кандидатлар, чөнки алар өстәмә көч таләп итмичә берничә канал аша мәгълүмат тапшыра һәм ала ала. MIMO компонентлары арасындагы үзара бәйләнеш эффекты MIMO элементларының урнашуына һәм MIMO антеннасының табышына бәйле, бу тикшерүчеләр өчен зур проблема. 18, 19, һәм 20 нче рәсемнәрдә 5G суб-6 ГГц диапазонында эшләүче төрле MIMO антенналары күрсәтелә, болар барысы да яхшы MIMO изоляциясен һәм эшләвен күрсәтәләр. Ләкин, бу тәкъдим ителгән системаларның табыш һәм эш киңлеге түбән.
Метаматериаллар (ММ) - табигатьтә булмаган һәм электромагнит дулкыннарын эшкәртә алырлык яңа материаллар, шуның белән антенналарның эшләвен яхшырта21,22,23,24. ММ хәзер антенна технологиясендә киң кулланыла, радиация үрнәген, киңлек киңлеген, антенна элементлары һәм чыбыксыз элемтә системалары арасында изоляцияне яхшырту өчен, 25, 26, 27, 28дә каралганча. 2029 елда дүрт элементлы MIMO системасы. антенна бүлеге метасурф белән җир арасында һава аермасы булмаган сандугач белән капланган, бу MIMO эшчәнлеген яхшырта. Ләкин, бу дизайн зуррак зурлыкка, түбән эш ешлыгына һәм катлаулы структурасына ия. Электромагнит полосасы (EBG) һәм җир әйләнәсе MIMO30 компонентларының изоляциясен яхшырту өчен тәкъдим ителгән 2 портлы киң полосалы MIMO антеннасына кертелгән. Дизайнланган антенна яхшы MIMO төрлелеге һәм ике MIMO антеннасы арасында искиткеч изоляциягә ия, ләкин ике MIMO компонентын кулланып, табыш аз булачак. Моннан тыш, 31 елда ультрак киң полосалы (UWB) ике портлы MIMO антеннасы тәкъдим ителде һәм метаматериаллар ярдәмендә MIMO эшчәнлеген тикшерделәр. Бу антенна UWB операциясенә сәләтле булса да, аның табышы түбән һәм ике антенна арасында изоляция начар. 32 нче эш 2 портлы MIMO системасын тәкъдим итә, ул электромагнит полосасы (EBG) рефлекторларын табышны арттыру өчен куллана. Эшләнгән антенна массивы зур табышка һәм яхшы MIMO төрлелегенә карамастан, аның зурлыгы киләсе буын элемтә җайланмаларында куллануны кыенлаштыра. Тагын бер рефлекторга нигезләнгән киң полосалы антенна 33-нче елда эшләнде, анда рефлектор антенна астында 22 мм зуррак аерма белән интеграцияләнде, иң түбән дәрәҗә 4,87 dB күрсәтте. 34 нче кәгазьдә mmWave кушымталары өчен дүрт портлы MIMO антеннасы эшләнгән, ул MIMO системасының изоляциясен һәм табышын яхшырту өчен MS катламы белән интеграцияләнгән. Ләкин, бу антенна яхшы табыш һәм изоляция бирә, ләкин киң һава киңлеге аркасында чикләнгән киңлек һәм начар механик үзлекләргә ия. Шул ук вакытта, 2015-нче елда, mmWave элемтәләре өчен максималь 7,4 dBi табыш белән, өч парлы, 4 портлы боти формасындагы метасурфейс-интеграль MIMO антеннасы эшләнде. B36 MS антеннаны арттыру өчен 5G антеннасының арткы ягында кулланыла, монда метасурфейс рефлектор булып эшли. Ләкин, MS структурасы асимметрик һәм берәмлек күзәнәк структурасына аз игътибар бирелгән.
Aboveгарыдагы анализ нәтиҗәләре буенча, югарыдагы антенналарның берсенең дә югары табышы, искиткеч изоляциясе, MIMO эшләнеше һәм киң полосалы каплау мөмкинлеге юк. Шуңа күрә, 6 GHz астындагы 5G спектр ешлыкларын киң табыш һәм изоляция белән каплый алырлык MIMO антеннасы кирәк. Aboveгарыда телгә алынган әдәбиятның чиклелеген исәпкә алып, киң полосалы дүрт элементлы MIMO антенна системасы югары табыш һәм искиткеч күптөрлелек күрсәткечләре белән 6 ГГц суб-элемтә системасы өчен тәкъдим ителә. Моннан тыш, тәкъдим ителгән MIMO антеннасы MIMO компонентлары, кечкенә элемент җитешсезлекләре һәм югары нурланыш эффективлыгы арасында искиткеч изоляцияне күрсәтә. Антенна пачасы диагональ рәвештә киселгән һәм 12 мм һава аермасы белән метасурф өстенә куелган, бу антеннадан арткы нурланышны чагылдыра һәм антенна табышын һәм туры юнәлешен яхшырта. Моннан тыш, тәкъдим ителгән бер антенна дүрт элементлы MIMO антеннасын булдыру өчен кулланыла, MIMO өстенлеге белән, һәр антеннаны бер-берсенә оргональ рәвештә урнаштырып. Соңыннан эшләнгән MIMO антеннасы 10 × 10 MS массивы өстендә бакыр арткы планета белән интеграцияләнде, эмиссия эшләрен яхшырту өчен. Дизайн киң эш диапазонын (3.08-7,75 ГГц), 8,3 dBi югары табышны һәм уртача гомуми эффективлыкны 82% тәшкил итә, шулай ук MIMO антенна компонентлары арасында .515,5 dB зуррак изоляция. MS нигезендә эшләнгән MIMO антеннасы 3D электромагнит программа пакеты CST Studio 2019 ярдәмендә симуляцияләнде һәм эксперименталь тикшеренүләр аша расланды.
Бу бүлектә тәкъдим ителгән архитектура һәм бер антенна дизайн методикасы белән җентекләп таныштыру тәкъдим ителә. Моннан тыш, симуляцияләнгән һәм күзәтелгән нәтиҗәләр җентекләп тикшерелә, шул исәптән таралу параметрлары, табыш, гомуми эффективлык метасурфейслар белән. Антенна прототибы Роджерс 5880 аз югалту диэлектрик субстратында эшләнде, калынлыгы 1,575 мм, диэлектрик тотрыклы 2,2. Дизайнны эшкәртү һәм охшату өчен, электромагнит симулятор пакеты CST студиясе 2019 кулланылды.
2 нче рәсемдә бер элементлы антеннаның тәкъдим ителгән архитектурасы һәм дизайн моделе күрсәтелгән. Яхшы урнаштырылган математик тигезләмәләр37 буенча, антенна сызыклы тукланган квадрат нурланыш ноктасыннан һәм бакыр җир яссылыгыннан тора (1 адымда күрсәтелгәнчә) һәм 3б рәсемдә күрсәтелгәнчә 10,8 ГГц бик тар киңлек белән резонанслана. Антенна радиаторының башлангыч күләме түбәндәге математик бәйләнеш белән билгеләнә37:
Кайда \ (P_ {L} \) һәм \ (P_ {w} \) - пачның озынлыгы һәм киңлеге, c яктылык тизлеген күрсәтә, \ (\ gamma_ {r} \) - субстратның диэлектрик тотрыклылыгы . , \ (\ gamma_ {reff} \) нурланыш ноктасының эффектив диэлектрик кыйммәтен күрсәтә, \ (\ Delta L \) урын озынлыгының үзгәрүен күрсәтә. Антенна арткы планетасы икенче этапта оптимальләштерелде, импеданс полосасы киңлеген арттырды, 10 дБ бик түбән импеданс киңлегенә карамастан. Өченче этапта, тукландыручы позиция уңга күчерелә, бу тәкъдим ителгән антеннаның импеданс киңлеген һәм импеданс туры килүен яхшырта. Бу этапта антенна 4 ГГцның яхшы эшлекле киңлеген күрсәтә, шулай ук 5 ГГда 6 ГГцдан түбән спектрны каплый. Дүртенче һәм соңгы этап радиация ноктасының каршы почмакларында квадрат трюкларны чистартуны үз эченә ала. Бу уяу 4,56 ГГц диапазоны киңлеген киңәйтә, 6 ГГц 5G спектрын 3,11 ГГцдан 7,67 ГГцга кадәр, 3б рәсемдә күрсәтелгәнчә. Тәкъдим ителгән дизайнның алгы һәм аскы перспектив күренешләре 3а рәсемдә күрсәтелгән, һәм оптимальләштерелгән кирәкле проект параметрлары түбәндәгечә: SL = 40 мм, Pw = 18 мм, PL = 18 мм, gL = 12 мм, fL = 11. мм, fW = 4 .7 мм, с1 = 2 мм, с2 = 9,65 мм, с3 = 1,65 мм.
а) Дизайнланган бер антеннаның өске һәм арткы күренеше (CST STUDIO SUITE 2019). б) S-параметр сызыгы.
Metasurface - бу термин, бер-берсеннән билгеле ераклыкта урнашкан берәмлек күзәнәкләренең периодик массивын аңлата. Metasurfaces - антенна нурланышын яхшырту өчен эффектив ысул, шул исәптән киңлек киңлеге, табыш һәм MIMO компонентлары арасында изоляция. Surfaceир өстендәге дулкын таралу йогынтысы аркасында, метасурфейслар антеннаның эшләвен яхшырту өчен өстәмә резонанслар тудыралар39. Бу эш 6 ГГцдан түбән 5G диапазонында эшләүче эпсилон-тискәре метаматериал (ММ) берәмлеген тәкъдим итә. 8 мм × 8 мм өслеге булган ММ аз югалтуда Роджерс 5880 субстратында 2,2 диэлектрик тотрыклы һәм калынлыгы 1,575 мм булган. Оптимальләштерелгән ММ резонатор пачасы, 4а рәсемдә күрсәтелгәнчә, ике үзгәртелгән тышкы бүленү боҗрасына тоташтырылган эчке түгәрәк ярылу боҗрасыннан тора. Рәсем 4а тәкъдим ителгән ММ урнаштыруның соңгы оптимальләштерелгән параметрларына йомгак ясый. Соңыннан, 40 × 40 мм һәм 80 × 80 мм метасурф катламнары бакыр арткы плансыз һәм бакыр арткы планета белән, тиешенчә, 5 × 5 һәм 10 × 10 күзәнәк массивы ярдәмендә эшләнде. Тәкъдим ителгән ММ структурасы 3D электромагнит модельләштерү программасы ярдәмендә модельләштерелгән "CST студия комплекты 2019". Тәкъдим ителгән ММ массивы структурасы һәм үлчәү көйләү прототибы (ике портлы челтәр анализаторы PNA һәм дулкынландыргыч порт) 4-нче рәсемдә күрсәтелгән, фактик җавапны анализлап CST симуляция нәтиҗәләрен раслау. Measлчәү көйләү сигнал җибәрү һәм алу өчен Agilent PNA серияле челтәр анализаторын ике дулкынлы коаксиаль адаптерлар (A-INFOMW, өлеш саны: 187WCAS) белән берлектә кулланды. Ике порт челтәр анализаторына (Agilent PNA N5227A) тоташтырылган коаксиаль кабель белән тоташтырылган ике дулкынлы коаксиаль адаптер арасында 5 × 5 прототибы урнаштырылган. Agilent N4694-60001 калибрлау комплекты челтәр анализаторын пилот заводында калибрлау өчен кулланыла. ММ массивының симуляцияләнгән һәм CST күзәтелгән таралу параметрлары Рәсем 5а-да күрсәтелгән. Күрергә була, тәкъдим ителгән ММ структурасы 5 Г ешлык диапазонында 6 ГГцдан түбән резонанста. 10 дБ киңлек киңлегендә кечкенә аермага карамастан, симуляцияләнгән һәм эксперименталь нәтиҗәләр бик охшаш. Резонант ешлыгы, киңлек киңлеге, күзәтелгән резонансның амплитудасы, рәсем 5а күрсәткәнчә, симуляцияләнгәннәрдән бераз аерылып тора. Күзәтелгән һәм симуляцияләнгән нәтиҗәләр арасындагы бу аермалар җитештерү җитешсезлекләре, прототип һәм дулкын саклагыч портлары арасындагы кечкенә чистарту, дулкын саклагыч портлары һәм массив компонентлары арасындагы бәйләнеш эффектлары, үлчәү толерантлыгы белән бәйле. Моннан тыш, эшләнгән прототипны дулкынландыргыч портлар арасында эксперименталь көйләүдә урнаштыру резонанс сменасына китерергә мөмкин. Моннан тыш, калибрлау этабында кирәкмәгән тавыш күзәтелде, бу сан һәм үлчәнгән нәтиҗәләр арасында туры килмәүгә китерде. Ләкин, бу кыенлыклардан кала, тәкъдим ителгән ММ массивы прототибы симуляция һәм эксперимент арасындагы нык бәйләнеш аркасында яхшы эшли, аны 6 ГГц 5G чыбыксыз элемтә кушымталары өчен яраклы итә.
а) берәмлек күзәнәк геометриясе (S1 = 8 мм, S2 = 7 мм, S3 = 5 мм, f1, f2, f4 = 0,5 мм, f3 = 0,75 мм, h1 = 0,5 мм, h2 = 1 .75 мм) (CST) STUDIO SUITE)) 2019) (б) ММ үлчәү көйләү фотосы.
а) метаматериал прототипның таралучы параметр кәкреләрен симуляцияләү һәм тикшерү. б) ММ берәмлеге күзәнәгенең диэлектрик даими кәкре.
Эффектив диэлектрик тотрыклы, магнит үткәрүчәнлеге, реактив индекс кебек эффектив параметрлар ММ берәмлеге күзәнәкләренең тәртибен алга таба анализлау өчен, КСТ электромагнит симуляторының урнаштырылган эшкәртү техникасын кулланып өйрәнелде. Эффектив ММ параметрлары нык реконструкция ысулы ярдәмендә таралу параметрларыннан алынган. Түбәндәге тапшыру һәм чагылдыру коэффициент тигезләмәләре: (3) һәм (4) реактив индексны һәм импедансны билгеләр өчен кулланылырга мөмкин (40ны кара).
Операторның реаль һәм хыялый өлешләре (.) 'Һәм (.) Белән күрсәтелә, һәм m бөтен сан реаль рефактив индекска туры килә. Диэлектрик даими һәм үткәрүчәнлеге импеданс һәм реактив индекска нигезләнгән \ (\ varepsilon {} = {} n / z, \) һәм \ (\ mu = nz \) формулалары белән билгеләнә. ММ структурасының эффектив диэлектрик даими сызыгы 5б рәсемдә күрсәтелгән. Резонант ешлыгында эффектив диэлектрик тотрыклы тискәре. 6а, б рәсемнәрендә эффектив үткәрүчәнлекнең (μ) һәм тәкъдим ителгән берәмлек күзәнәгенең эффектив реактив индексының (n) алынган кыйммәтләре күрсәтелә. Шунысы игътибарга лаек, чыгарылган үткәрүчәнлек уңай реаль кыйммәтләрне нульгә якын күрсәтә, бу тәкъдим ителгән ММ структурасының эпсилон-тискәре (ENG) үзлекләрен раслый. Моннан тыш, 6а рәсемдә күрсәтелгәнчә, нульгә якын үткәрүчәнлектәге резонанс резонанс ешлыгы белән нык бәйләнгән. Unitсеш берәмлеге күзәнәгенең тискәре реактив индексы бар (6б рәсем), димәк, тәкъдим ителгән ММ антенна эшчәнлеген яхшырту өчен кулланылырга мөмкин21,41.
Бер киң полосалы антеннаның эшләнгән прототибы тәкъдим ителгән дизайнны эксперименталь сынау өчен ясалган. 7а, б рәсемнәрендә тәкъдим ителгән прототипның бер антеннасы, аның структур өлешләре һәм якын-тирә үлчәү көйләүләре күрсәтелә (SATIMO). Антеннаның эшләвен яхшырту өчен, эшләнгән метасурфа антенна астындагы катламнарга урнаштырылган, рәсем 8а күрсәткәнчә, h биеклеге белән. Бер антеннаның арткы өлешенә 12 мм аралыгында бер 40 мм х 40 мм ике катлы метасурфейс кулланылды. Моннан тыш, арткы планета белән метасурфейс бер антеннаның арткы ягына 12 мм ераклыкта урнаштырылган. Метасурфны кулланганнан соң, бер антенна 1 һәм 2 нче рәсемнәрдә күрсәтелгәнчә эшнең сизелерлек яхшыруын күрсәтә. 8 һәм 9 нчы рәсемнәр. 8б рәсемдә бер антенна өчен симуляцияләнгән һәм үлчәнгән чагылдыру участоклары күрсәтелә. Әйтергә кирәк, антеннаның каплау полосасы метасурфей белән антеннаның каплау полосасына бик охшаган. 9а, b рәсемнәрендә симуляцияләнгән һәм күзәтелгән бер антенна табышын һәм оператив спектрдагы MS белән һәм гомуми эффективлыкны чагыштыру күрсәтелә. Күрергә була, метасурф булмаган антенна белән чагыштырганда, метасурфейс антеннасының табышы сизелерлек яхшыра, 5,15 dBi-дән 8 dBi-га кадәр. Бер катлы метасурфейс, ике катлы метасурфейс һәм арткы планета метасурфасы булган бер антенна табышы тиешенчә 6 dBi, 6,9 dBi, һәм 8 dBi артты. Башка метасурфейслар белән чагыштырганда (бер катлы һәм ике катлы МК), бакыр арткы планета белән бер метасурф антеннаның табышы 8 dBi кадәр. Бу очракта, метасурфлек рефлектор булып эшли, антеннаның арткы нурланышын киметә һәм электромагнит дулкыннарын фазада манипуляцияли, шуның белән антеннаның нурланыш эффективлыгын арттыра һәм шуннан табыш ала. Бер антеннаның гомуми эффективлыгын өйрәнү метасурфейссыз һәм 9-нчы рәсемдә күрсәтелгән. Әйтергә кирәк, антеннаның эффективлыгы метасурфейс белән һәм бер үк. Түбән ешлык диапазонында антенна эффективлыгы бераз кими. Эксперименталь һәм симуляцияләнгән табыш һәм эффективлык сызыклары яхшы килешә. Ләкин, җитештерелгән җитешсезлекләр, үлчәү толерантлыгы, SMA портына тоташу, чыбык югалту аркасында симуляцияләнгән һәм сынап каралган нәтиҗәләр арасында аз аерма бар. Моннан тыш, антенна һәм MS рефлекторы нейлон спакерлары арасында урнашкан, бу симуляция нәтиҗәләре белән чагыштырганда күзәтелгән нәтиҗәләргә тәэсир итүче тагын бер проблема.
Рәсем (а) тулы бер антенна һәм аның белән бәйле компонентларны күрсәтә. б) Якын арада үлчәү көйләү (SATIMO).
а) Метасурфейс рефлекторларын кулланып антенна дулкынлануы (CST STUDIO SUITE 2019). б) бер антеннаның симуляцияләнгән һәм эксперименталь чагылышы MSсыз һәм MS белән.
Симуляция һәм үлчәү нәтиҗәләре (а) ирешелгән табыш һәм б) тәкъдим ителгән метасурф эффект антеннасының гомуми эффективлыгы.
MS ярдәмендә нур үрнәге анализы. Бер-антенна кыр кырында үлчәүләр UKM SATIMO Якын Кыр Системалары Лабораториясенең SATIMO Якын Кыр Эксперименталь мохитендә үткәрелде. 10а, b рәсемнәрендә симуляцияләнгән һәм күзәтелгән E-яссылык һәм H-самолет нурланыш үрнәкләре 5,5 ГГц тәэсирендә тәкъдим ителә, антенна өчен MS белән һәм аннан башка. Singleсешләнгән бер антенна (МСсыз) эзлекле лоб кыйммәтләре белән эзлекле ике яклы нурланыш үрнәген тәэмин итә. Тәкъдим ителгән MS рефлекторын кулланганнан соң, антенна бер юнәлешле нурланыш үрнәге бирә һәм 10а, б рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә, арткы лобларның дәрәҗәсен киметә. Әйтергә кирәк, тәкъдим ителгән бер антенна нурланыш үрнәге тотрыклырак һәм бер юнәлешле, бакыр арткы планета белән метасурфейс кулланганда бик түбән һәм арткы лоблары белән. Тәкъдим ителгән ММ массив рефлекторы антеннаның арткы һәм як лобаларын киметә, шул ук вакытта радиация эшләрен яхшырта, токны бер юнәлешле юнәлешкә юнәлтә (10а рәсем, б), шуның белән табышны һәм туры юнәлешне арттыра. Эксперименталь нурланыш үрнәге CST симуляцияләре белән чагыштырырлык диярлек күзәтелде, ләкин төрле җыелган компонентларның туры килмәве, үлчәү толерантлыгы, кабель югалтулары аркасында бераз үзгәрде. Моннан тыш, антенна белән MS рефлекторы арасында нейлон спасер куелды, бу сан нәтиҗәләре белән чагыштырганда күзәтелгән нәтиҗәләргә тәэсир итүче тагын бер проблема.
5,5 ГГц ешлыгында эшләнгән бер антеннаның нурланыш үрнәге симуляцияләнде һәм сыналды.
Тәкъдим ителгән MIMO антенна геометриясе 11 нче рәсемдә күрсәтелгән һәм дүрт бер антеннаны үз эченә ала. MIMO антеннасының дүрт компоненты бер-берсенә ортогональ рәвештә 80 × 80 × 1,575 мм зурлыктагы субстратта урнаштырылган, 11 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. антеннаның иң якын элементлар арасы. MIMO антенна эшләнде. Моннан тыш, җир яссылыгының бер өлеше бер антенна кебек үк урнашкан. 12а рәсемдә күрсәтелгән MIMO антенналарының (S11, S22, S33, S44) чагылдыру кыйммәтләре 3.2-7,6 ГГц диапазонында резонансланган бер элементлы антенна белән бер үк тәртип күрсәтәләр. Шуңа күрә, MIMO антеннасының импеданс киңлеге бер антенна белән тулысынча охшаш. MIMO компонентлары арасындагы кушылу эффекты MIMO антенналарының кечкенә киңлек киңлегенең югалуының төп сәбәбе. Рәсем 12б үзара бәйләнешнең MIMO компонентларына тәэсирен күрсәтә, монда MIMO компонентлары арасында оптималь изоляция билгеләнгән. 1 һәм 2 антенналар арасында изоляция иң түбән -13,6 дБ, ә 1 һәм 4 антенналар арасында изоляция -30,4 dB тирәсендә иң югары. Кечкенә зурлыгы һәм киңрәк киңлеге аркасында, бу MIMO антеннасы түбән табышка һәм түбән үткәрүчәнлеккә ия. Изоляция түбән, шуңа күрә ныгыту һәм изоляция кирәк;
Тәкъдим ителгән MIMO антеннасының дизайн механизмы (а) өске күренеш һәм б) җир яссылыгы. (CST Studio Suite 2019).
МИМО антеннасының геометрик аранжировкасы һәм дулкынландыру ысулы 13а рәсемдә күрсәтелгән. 80х80х1.575 мм зурлыктагы 10х10 мм матрица, 13а рәсемдә күрсәтелгәнчә, 12 мм биеклектәге MIMO антеннасының арткы ягы өчен эшләнгән. Моннан тыш, бакыр арткы самолетлар белән метасурфейслар MIMO антенналарында эшләүне яхшырту өчен кулланылган. Метасурфейс белән MIMO антеннасы арасы югары табышка ирешү өчен бик мөһим, антенна тудырган дулкыннар һәм метасурфейда чагылган дулкыннар арасында конструктив комачаулау мөмкинлеге бирә. Антенна белән метасурф арасындагы биеклекне оптимальләштерү өчен киң модельләштерү эшләнде, шул ук вакытта MIMO элементлары арасында максималь табыш һәм изоляция өчен чирек дулкын стандартларын саклап калу. Киләсе бүлектә MIMO антенна эшләвенең сизелерлек камилләшүе арткы планеталар белән метасурфейсларны кулланып ирешелгән, алдагы бүлекләрдә күрсәтеләчәк.
а) MS (CST STUDIO SUITE 2019) кулланып тәкъдим ителгән MIMO антеннасын CST симуляция көйләү, б) MS һәм MS белән эшләнгән MIMO системасының чагылдыру сызыклары.
МИМО антенналарының чагылышы 13б рәсемдә күрсәтелгән, монда S11 һәм S44 MIMO системасындагы барлык антенналарның охшаш тәртибе аркасында күрсәтелә. Әйтергә кирәк, MIMO антеннасының -10 dB импеданс полосасы киңлеге һәм бер метасурфейсыз бер үк диярлек. Моннан аермалы буларак, тәкъдим ителгән MIMO антеннасының импеданс киңлеге ике катлы MS һәм арткы планета MS ярдәмендә яхшыра. Әйтергә кирәк, MS булмаса, MIMO антеннасы үзәк ешлыгына караганда 81,5% (3,2-7,6 ГГц) фракциональ киңлек киңлеген тәэмин итә. МСны арткы планета белән интеграцияләү тәкъдим ителгән MIMO антеннасының импеданс киңлеген 86,3% ка (3.08-7,75 ГГц) арттыра. Ике катлы MS үткәрүчәнлекне арттырса да, яхшырту бакыр аркасы белән MSныкыннан азрак. Моннан тыш, ике катлы МК антенна күләмен арттыра, бәясен арттыра һәм диапазонын чикли. Дизайнланган MIMO антеннасы һәм метасурфейс рефлекторы симуляция нәтиҗәләрен раслау һәм эшне бәяләү өчен ясалган һәм расланган. 14а рәсемдә төрле MS компонентлары тупланган MS катламы һәм MIMO антеннасы күрсәтелгән, ә 14б рәсемдә эшләнгән MIMO системасы фотосурәте күрсәтелгән. MIMO антеннасы, 14б рәсемдә күрсәтелгәнчә, дүрт нейлон спакеры ярдәмендә метасурф өстенә куелган. 15а рәсемдә эшләнгән MIMO антенна системасының эксперименталь көйләнешенең скриншоты күрсәтелгән. PNA челтәр анализаторы (Agilent Technologies PNA N5227A) таралу параметрларын бәяләү һәм UKM SATIMO Якын Кыр Системалары Лабораториясендә кыр читендәге эмиссия характеристикаларын бәяләү һәм характерлау өчен кулланылды.
а) САТИМОның кыр үлчәүләре фотолары (б) S11 MIMO антеннасының симуляцияләнгән һәм эксперименталь кәкреләре MS белән һәм аннан башка.
Бу бүлектә тәкъдим ителгән 5G MIMO антеннасының симуляцияләнгән һәм күзәтелгән S-параметрларын чагыштырма өйрәнү тәкъдим ителә. Рәсем 15б интеграль 4 элементлы MIMO MS антеннасының эксперименталь чагылдыру сюжетын күрсәтә һәм аны CST симуляция нәтиҗәләре белән чагыштыра. Эксперименталь чагылдырулар КСТ исәпләүләре белән бер үк булган, ләкин җитештерү җитешсезлекләре һәм эксперименталь толерантлык аркасында бераз аерылып торган. Моннан тыш, тәкъдим ителгән MS нигезендәге MIMO прототибының күзәтелгән чагылышы 5G спектрын 6 ГГцдан түбән 4,8 ГГц импеданс киңлеге белән каплый, димәк, 5G кушымталары мөмкин. Ләкин, үлчәнгән резонант ешлыгы, киңлек киңлеге һәм амплитуда CST симуляция нәтиҗәләреннән бераз аерылып тора. Manufactитештерү җитешсезлекләре, коакс-СМА кушылу югалтулары, ачык үлчәү көйләүләре үлчәнгән һәм симуляцияләнгән нәтиҗәләр арасында аермалар китерергә мөмкин. Ләкин, бу җитешсезлекләргә карамастан, тәкъдим ителгән MIMO яхшы эшли, симуляцияләр һәм үлчәүләр арасында ныклы килешү тәэмин итә, аны 6 ГГц 5G чыбыксыз кушымталары өчен яраклы итә.
Симуляцияләнгән һәм күзәтелгән MIMO антеннасы арту сызыклары 2 һәм 2 нче рәсемнәрдә күрсәтелгән. 16а, b һәм 17a, b рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә, MIMO компонентларының үзара тәэсире күрсәтелгән. МИТО антенналарына метасурфейс кулланылганда, MIMO антенналары арасындагы изоляция сизелерлек яхшыра. Күрше антенна элементлары S12, S14, S23 һәм S34 арасында изоляция участоклары охшаш кәкреләрне күрсәтәләр, ә SIM һәм S42 диагональ антенналары алар арасындагы ераклык аркасында шундый ук югары изоляцияне күрсәтәләр. Күрше антенналарның симуляция тапшыру үзенчәлекләре 16а рәсемдә күрсәтелгән. Әйтергә кирәк, 5 ГГ спектрында 6 ГГцдан түбән, MIMO антеннасының метасурфейссыз минималь изоляциясе -13,6 dB, һәм арткы планета белән - 15,5 dB. Табыш сюжеты (рәсем 16а) күрсәтә, арткы планета метасурфасы MIMO антенна элементлары арасындагы изоляцияне бер һәм ике катлы метасурфейслар белән чагыштырганда яхшырта. Күрше антенна элементларында бер һәм ике катлы метасурфейслар минималь изоляцияне -13,68 dB һәм -14,78 dB тәэмин итә, һәм бакыр арткы метасурфасы якынча -15,5 dB тәэмин итә.
MS катламы булмаган һәм MS катламы белән MIMO элементларының симуляцияләнгән изоляция сызыклары: а) S12, S14, S34 һәм S32 һәм (b) S13 һәм S24.
Тәкъдим ителгән MS нигезендәге MIMO антенналарының эксперименталь табыш сызыклары: һәм а) S12, S14, S34 һәм S32 һәм (b) S13 һәм S24.
MIMO диагональ антенна MS катламын өстәгәнче һәм аннан соң участоклар 16б рәсемдә күрсәтелгән. Әйтергә кирәк, диагональ антенналар арасында минималь изоляция (1 һәм 3 антенналар) - эш спектры буенча 15,6 дБ, һәм арткы планета белән метасурф - 18 дБ. Метасурфей алымы диагональ MIMO антенналары арасындагы бәйләнеш эффектларын сизелерлек киметә. Бер катлы метасурфейс өчен максималь изоляция -37 dB, ике катлы метасурф өчен бу кыйммәт -47 dB кадәр төшә. Бакыр аркасы белән метасурфейсның максималь изоляциясе −36.2 dB, ешлык диапазоны арту белән кими. Арткы плансыз бер һәм ике катлы метасурфейслар белән чагыштырганда, арткы планлы метасурфейслар бөтен кирәкле эш ешлыгы диапазонында өстен изоляция бирә, аеруча 6 ГГцдан түбән 5G диапазонында, 16а, б рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә. Иң популяр һәм киң кулланылган 5G диапазонында 6 ГГц (3,5 ГГц) астында, бер һәм ике катлы метасурфейслар MIMO компонентлары арасында бакыр арткы планеталар белән чагыштырганда түбән изоляциягә ия (МС юк диярлек), б). Табыш үлчәүләре 17а, b рәсемнәрендә күрсәтелгән, күрше антенналарның (S12, S14, S34 һәм S32) һәм диагональ антенналарның (S24 һәм S13) изоляциясен күрсәтәләр. Бу саннардан күренгәнчә (17а рәсем, б), MIMO компонентлары арасында эксперименталь изоляция симуляцияләнгән изоляция белән яхшы килешә. Manufacturingитештерү җитешсезлекләре, SMA порт тоташулары һәм чыбык югалтулары аркасында симуляцияләнгән һәм үлчәнгән CST кыйммәтләре арасында кечкенә аермалар булса да. Моннан тыш, антенна һәм MS рефлекторы нейлон спакерлары арасында урнашкан, бу симуляция нәтиҗәләре белән чагыштырганда күзәтелгән нәтиҗәләргә тәэсир итүче тагын бер проблема.
5,5 ГГц өслегендәге ток бүленешен өйрәнде, метасурфейсларның үзара бәйләнешне киметүдә ролен рациональләштерү өчен. Тәкъдим ителгән MIMO антеннасының өске ток бүленеше 18 нче рәсемдә күрсәтелгән, анда антенна 1 йөртелә, калган антенна 50 охм йөк белән туктатыла. Антенна 1 энергияләнгәндә, үзара бәйләнешле агымнар күрше антенналарда 5,5 ГГц метасурфасы булмаганда пәйда булачак, 18а рәсемдә күрсәтелгәнчә. Киресенчә, 18b - d рәсемендә күрсәтелгәнчә, метасурфейслар кулланып, күрше антенналар арасындагы изоляция яхшыра. Әйтергә кирәк, күрше кырларның үзара кушылу эффектын тоташтыру токын берәмлек күзәнәкләренең күрше боҗраларына һәм MS катламы янындагы MS берәмлеге күзәнәкләренә антипараллель юнәлештә таратып киметергә мөмкин. Таркатылган антенналардан MS берәмлекләренә ток кертү - MIMO компонентлары арасында изоляцияне яхшырту өчен төп ысул. Нәтиҗәдә, MIMO компонентлары арасындагы тоташу токы бик кимеде, һәм изоляция дә яхшырды. Кушылу кыры элементта киң таралганлыктан, бакыр арткы метасурфейс MIMO антенна җыюны бер һәм ике катлы метасурфейларга караганда күпкә аера (18 нче рәсем). Моннан тыш, эшләнгән MIMO антеннасы бик түбән таралышка һәм таралуга ия, бер юнәлешле нурланыш үрнәге җитештерә, шуның белән тәкъдим ителгән MIMO антеннасының табышын арттыра.
Тәкъдим ителгән MIMO антеннасының өске агым үрнәкләре 5,5 ГГц (а) МКсыз, б) бер катлы МК, (в) ике катлы МК, һәм г) бакыр аркасы белән бер катлы МК. (CST Studio Suite 2019).
Эш ешлыгы кысаларында, 19а рәсемдә эшләнгән MIMO антеннасының симуляцияләнгән һәм күзәтелгән табышлары күрсәтелә, метасурфейссыз. МИМО антеннасының симуляцияләнгән казанышы метасурфейссыз 5,4 dBi, рәсем 19а күрсәткәнчә. MIMO компонентлары арасындагы үзара бәйләнеш эффекты аркасында, тәкъдим ителгән MIMO антеннасы бер антеннага караганда 0,25 dBi югарырак табышка ирешә. Метасурфейсларның кушылуы MIMO компонентлары арасында зур табыш һәм изоляция бирә ала. Шулай итеп, тәкъдим ителгән MIMO антеннасы 8,3 dBi кадәр югары сатуга ирешә ала. Рәсем 19а күрсәткәнчә, MIMO антеннасы артында бер метасурф кулланылганда, табыш 1,4 dBi арта. Метасурфель икеләтә артканда, табыш 19а рәсемдә күрсәтелгәнчә 2,1 dBi арта. Ләкин, көтелгән максималь табыш 8,3 dBi, бакыр аркасы белән метасурфны кулланганда ирешелә. Шунысы игътибарга лаек, бер катлы һәм ике катлы метасурфейслар өчен максималь ирешелгән табыш 6,8 dBi һәм 7,5 dBi, ә түбән катлам метасурфейс өчен максималь казаныш 8,3 dBi. Антеннаның арткы ягында метасурфейс катламы рефлектор булып эшли, антеннаның арткы ягыннан нурланышны чагылдыра һәм эшләнгән MIMO антеннасының алгы-арткы (F / B) нисбәтен яхшырта. Моннан тыш, югары импедислы MS рефлекторы электромагнит дулкыннарын фазада манипуляцияли, шуның белән өстәмә резонанс тудыра һәм тәкъдим ителгән MIMO антеннасының нурланыш күрсәткечләрен яхшырта. MIMO антеннасы артында урнаштырылган MS рефлекторы ирешелгән табышны сизелерлек арттырырга мөмкин, бу эксперимент нәтиҗәләре белән раслана. Эшләнгән прототип MIMO антеннасының күзәтелгән һәм симуляцияләнгән табышлары бер үк диярлек, ләкин кайбер ешлыкларда үлчәнгән табыш симуляцияләнгән табыштан югарырак, аеруча MSсыз MIMO өчен; Эксперименталь табыштагы бу үзгәрешләр нейлон такталарның үлчәү толерантлыгы, кабель югалтулары, антенна системасында кушылу белән бәйле. МИМО антеннасының иң югары үлчәнгән табышы 5,8 dBi, ә бакыр аркасы белән метасурфейс 8,5 dBi. Әйтергә кирәк, MS рефлекторы белән тәкъдим ителгән 4 портлы MIMO антенна системасы эксперименталь һәм санлы шартларда югары табыш күрсәтә.
Симуляция һәм эксперименталь нәтиҗәләр (а) ирешелгән табыш һәм б) метасурфейс эффекты белән тәкъдим ителгән MIMO антеннасының гомуми эшләнеше.
Рәсем 19б тәкъдим ителгән MIMO системасының метасурфейс рефлекторлары булмаган һәм гомуми күрсәткечләрен күрсәтә. 19б рәсемдә, арткы планета белән MS куллануның иң түбән эффективлыгы 73% тан артык иде (84% ка кадәр). MCсешсез MIMO антенналарының гомуми эффективлыгы MCсыз һәм MC белән симуляцияләнгән кыйммәтләр белән чагыштырганда кечкенә аермалар белән бертигез диярлек. Моның сәбәпләре - үлчәү толерантлыгы һәм антенна белән MS рефлекторы арасында спакерлар куллану. Барлык ешлык буенча үлчәнгән ирешелгән табыш һәм гомуми эффективлык симуляция нәтиҗәләренә диярлек охшаш, бу тәкъдим ителгән MIMO прототибының эше көтелгәнчә булуын һәм MS нигезендә тәкъдим ителгән MIMO антеннасының 5G элемтә өчен яраклы булуын күрсәтә. Эксперименталь тикшеренүләрдәге хаталар аркасында лаборатория экспериментларының гомуми нәтиҗәләре һәм симуляция нәтиҗәләре арасында аермалар бар. Тәкъдим ителгән прототипның эшләве антенна белән SMA тоташтыручысы арасындагы импеданс туры килмәү, коаксиаль кабельнең бүленеше югалтулары, эретү эффектлары, һәм төрле электрон җайланмаларның эксперименталь урнашуына тәэсир итә.
20 нче рәсемдә әйтелгән антеннаның дизайны һәм оптимизация барышы блок схемасы формасында сурәтләнә. Бу блок схемасы тәкъдим ителгән MIMO антенна дизайн принципларының этаплап тасвирламасын, шулай ук антеннаны оптимальләштерүдә төп роль уйнаучы параметрларны киң эш ешлыгында кирәкле югары табышка һәм югары изоляциягә китерә.
Якын кырдагы MIMO антенна үлчәүләре UKM SATIMO Якын Кыр Системалары Лабораториясендә SATIMO Якын Кыр Эксперименталь мохитендә үлчәнде. 21а, b рәсемнәрендә 5,5 ГГц эш ешлыгында MS белән һәм ансыз MIMO антеннасының симуляцияләнгән һәм күзәтелгән E-яссылыгы һәм H-самолет нурланыш үрнәкләре сурәтләнә. Эш ешлыгы 5,5 ГГц диапазонында, MS булмаган MIMO булмаган антенна, як лоб кыйммәтләре белән эзлекле ике яклы нурланыш үрнәген тәэмин итә. MS рефлекторын кулланганнан соң, антенна бер юнәлешле нурланыш үрнәген тәэмин итә һәм 21а, б рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә, арткы лобларның дәрәҗәсен киметә. Шунысын да әйтергә кирәк, бакыр арткы планета белән метасурфейс кулланып, тәкъдим ителгән MIMO антенна үрнәге MS-тан караганда тотрыклырак һәм бер юнәлешле, аркасы һәм ягы бик түбән. Тәкъдим ителгән ММ массивы рефлекторы антеннаның арткы һәм як лобаларын киметә, шулай ук токны бер юнәлешкә юнәлтеп радиация үзенчәлекләрен яхшырта (21а рәсем, б), шуның белән табышны һәм туры юнәлешне арттыра. Radiлчелгән нурланыш үрнәге 1 порт өчен калган портларга тоташтырылган 50 охм йөк белән алынган. Эксперименталь нурланыш үрнәге CST симуляциясенә охшаган диярлек, компонентның тигезләнмәве, терминал портларының чагылышы һәм кабель тоташуындагы югалтулар аркасында кайбер тайпылышлар булса да. Өстәвенә, антенна һәм MS рефлекторы арасында нейлон спасер куелган, бу фаразланган нәтиҗәләр белән чагыштырганда күзәтелгән нәтиҗәләргә тәэсир итүче тагын бер проблема.
5,5 ГГц ешлыгында эшләнгән MIMO антеннасының нурланыш үрнәге симуляцияләнде һәм сыналды.
Әйтергә кирәк, MIMO системаларының эшләвен бәяләгәндә порт изоляциясе һәм аның белән бәйле характеристикалар бик мөһим. Тәкъдим ителгән MIMO системасының күптөрлелеге, конверт корреляция коэффициенты (ECC) һәм күптөрлелекне арттыру (DG), эшләнгән MIMO антенна системасының ныклыгын күрсәтү өчен тикшерелә. MIMO антеннасының ECC һәм DG аның эшләвен бәяләү өчен кулланылырга мөмкин, чөнки алар MIMO системасы эшенең мөһим аспектлары. Киләсе бүлекләрдә тәкъдим ителгән MIMO антеннасының бу үзенчәлекләре җентекләп аңлатылачак.
Конверт корреляция коэффициенты (ECC). Теләсә нинди MIMO системасын караганда, ECC субъект элементларының конкрет үзенчәлекләренә карата бер-берсе белән бәйләнеш дәрәҗәсен билгели. Шулай итеп, ECC чыбыксыз элемтә челтәрендә каналның изоляция дәрәҗәсен күрсәтә. Эшләнгән MIMO системасының ECC (конверт корреляция коэффициенты) S-параметрларына һәм ерак кыр эмиссиясенә нигезләнеп билгеләнергә мөмкин. Ек. (7) һәм (8) тәкъдим ителгән MIMO антеннасының ECC билгеләнергә мөмкин.
Күрсәтү коэффициенты Sii белән, Sij тапшыру коэффициентын күрсәтә. J-th һәм i-th антенналарының өч үлчәмле нурланыш үрнәкләре \ (\ vec {R} _ {j} \ left ({\ theta, \ varphi} \ right) \) һәм \ ( \ vec {{R_ {i}}} \ сул ({\ Тета, \ varphi} \ уң) \) һәм \ ({\ Омега} \) белән күрсәтелгән каты почмак. Тәкъдим ителгән антеннаның ECC сызыгы 22а рәсемдә күрсәтелгән һәм аның бәясе 0,004-тан кимрәк, бу чыбыксыз система өчен 0,5 бәясеннән түбәнрәк. Шуңа күрә, киметелгән ECC кыйммәте тәкъдим ителгән 4 портлы MIMO системасы өстен төрлелекне тәэмин итә43.
Төрлелек табышы (DG) DG - тагын бер MIMO системасы күрсәткечләре, күптөрлелек схемасы нурланыш көченә ничек тәэсир итә. Бәйләнеш (9) 31-нче сурәтләнгәнчә эшләнгән MIMO антенна системасының DG-ны билгели.
22б рәсемдә тәкъдим ителгән MIMO системасының DG схемасы күрсәтелгән, монда DG бәясе 10 dB якын. Дизайнланган MIMO системасының барлык антенналарының DG кыйммәтләре 9,98 дБтан артып китә.
1 нче таблицада тәкъдим ителгән MIMO антеннасы күптән түгел эшләнгән MIMO системалары белән чагыштырыла. Чагыштыру төрле эш параметрларын, шул исәптән киңлек киңлеген, табышны, максималь изоляцияне, гомуми эффективлыкны, төрлелек күрсәткечләрен исәпкә ала. Тикшерүчеләр 5, 44, 45, 46, 47-тә табыш һәм изоляцияне арттыру техникасы белән төрле MIMO антенна прототипларын тәкъдим иттеләр. Элегерәк бастырылган әсәрләр белән чагыштырганда, метасурфейс рефлекторлары белән тәкъдим ителгән MIMO системасы киңлек киңлеге, табыш һәм изоляция ягыннан өстенрәк. Өстәвенә, хәбәр ителгән охшаш антенналар белән чагыштырганда, эшләнгән MIMO системасы өстен төрлелек күрсәткечләрен һәм гомуми эффективлыкны кечерәк күләмдә күрсәтә. 5.46 бүлегендә тасвирланган антенналар безнең тәкъдим ителгән антенналарга караганда югарырак изоляциягә ия булса да, бу антенналар зур күләмнән, аз керемнән, тар киңлектән һәм MIMO начар эшләвеннән интегә. 45 портта тәкъдим ителгән 4 портлы MIMO антеннасы югары табыш һәм эффективлык күрсәтә, ләкин аның дизайны түбән изоляциягә, зурлыкка һәм төрлелекнең начар эшләвенә ия. Икенче яктан, 47-нче елда тәкъдим ителгән кечкенә размерлы антенна системасы бик аз табыш һәм эшлекле киңлеккә ия, ә безнең тәкъдим ителгән MS-4 портлы MIMO системасы кечкенә күләмне, югары табышны, югары изоляцияне һәм яхшырак MIMO күрсәткечләрен күрсәтә. Шулай итеп, тәкъдим ителгән MIMO антеннасы 6 ГГц 5G элемтә системасы өчен төп көндәш булырга мөмкин.
Дүрт портлы метасурфейс рефлекторлы киң полосалы MIMO антеннасы югары табыш һәм изоляция белән 6 ГГцдан түбән 5G кушымталарын тәэмин итү тәкъдим ителә. Микрострип сызыгы квадрат нурланыш бүлеген тукландыра, ул диагональ почмаклардагы квадрат белән киселгән. Тәкъдим ителгән MS һәм антенна эмитеры Rogers RT5880 охшаган субстрат материалларда, югары тизлекле 5G элемтә системаларында яхшы күрсәткечләргә ирешү өчен кулланыла. MIMO антеннасы киң диапазонны һәм югары табышны күрсәтә, һәм MIMO компонентлары һәм искиткеч эффективлык арасында тавыш изоляциясен тәэмин итә. Singleсешләнгән бер антеннаның миниатюр үлчәмнәре 0,58? 0.58? 0.02? 5 × 5 метасурфей массивы белән, киң 4,56 ГГц эш полосасы киңлеге, 8 dBi иң югары дәрәҗә һәм югары үлчәнгән эффективлык тәэмин итә. Тәкъдим ителгән дүрт портлы MIMO антеннасы (2 × 2 массив) һәр тәкъдим ителгән бер антеннаны 1,05λ × 1.05λ × 0.02λ зурлыктагы антенна белән тигезләштереп эшләнгән. 12 мм биеклектәге MIMO антеннасы астында 10 × 10 ММ массивын җыярга киңәш ителә, ул арткы нурланышны киметә һәм MIMO компонентлары арасындагы үзара бәйләнешне киметә ала, шуның белән табышны һәм изоляцияне яхшырта ала. Эксперименталь һәм симуляция нәтиҗәләре күрсәткәнчә, эшләнгән MIMO прототибы 3.08-7,75 ГГц киң ешлык диапазонында эшли ала, 5Г спектрын 6 ГГц астыннан ала. Моннан тыш, тәкъдим ителгән MS нигезендәге MIMO антеннасы аның табышын 2,9 dBi яхшырта, максималь табыш 8,3 dBiгә ирешә, һәм MIMO компонентлары арасында искиткеч изоляция бирә (> 15,5 dB), MS өлешен раслый. Моннан тыш, тәкъдим ителгән MIMO антеннасының уртача гомуми эффективлыгы 82% һәм түбән элементлар арасы 22 мм. Антенна бик яхшы DG (9,98 дБтан артык), бик түбән ECC (0,004 дән ким) һәм бер юнәлешле нурланыш үрнәген кертеп, искиткеч MIMO төрлелеген күрсәтә. Measлчәү нәтиҗәләре симуляция нәтиҗәләренә бик охшаш. Бу характеристикалар расланган дүрт портлы MIMO антенна системасы 5G элемтә системасы өчен 6 ГГц ешлыгы диапазонында тормышка ашырыла ала.
Ковин 400-6000МГц киң полосалы PCB антеннасын бирә ала, һәм сезнең таләпләрегез буенча яңа антенна ясарга булыша, соравыгыз булса, икеләнмичә безнең белән элемтәгә керегез.
Пост вакыты: 10-2024 октябрь