Ngagunakeun metasurfaces pikeun ngaronjatkeun gain jeung isolasi anteneu PCB pita lebar pikeun sistem komunikasi 5G sub-6 GHz

Karya ieu ngajukeun kompak terpadu multi-input multiple-output (MIMO) metasurface (MS) anteneu wideband pikeun sub-6 GHz generasi kalima (5G) sistem komunikasi tanpa kabel. Kabaruan anu écés tina sistem MIMO anu diusulkeun nyaéta rubakpita operasi anu lega, gain tinggi, jarak antarkomponén leutik, sareng isolasi anu saé dina komponén MIMO. Titik pancaran antena dipotong sacara diagonal, sawaréh didasarkeun, sareng permukaan meta dianggo pikeun ningkatkeun kinerja anteneu. Prototipe anu diajukeun terpadu anteneu MS tunggal gaduh diménsi miniatur 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. Hasil simulasi sareng pangukuran nunjukkeun kinerja pita lebar tina 3,11 GHz dugi ka 7,67 GHz, kalebet gain pangluhurna anu dihontal tina 8 dBi. Sistem MIMO opat-unsur dirancang supados unggal anteneu ortogonal pikeun silih bari ngajaga ukuran kompak sareng kinerja pita lebar tina 3,2 dugi ka 7,6 GHz. Prototipe MIMO diusulkeun dirancang sarta fabricated on Saduy RT5880 substrat kalawan leungitna lemah sareng dimensi miniaturized 1,05? 1.05? 0,02?, sarta kinerja na dievaluasi ngagunakeun diajukeun pasagi ditutup Asép Sunandar Sunarya resonator ring kalawan 10 x 10 ring pamisah. Bahan dasarna sami. Metasurface backplane anu diusulkeun sacara signifikan ngirangan radiasi deui antena sareng ngamanipulasi médan éléktromagnétik, ku kituna ningkatkeun bandwidth, gain, sareng isolasi komponén MIMO. Dibandingkeun sareng anteneu MIMO anu tos aya, anteneu MIMO 4-port anu diusulkeun ngahontal gain anu luhur 8,3 dBi kalayan efisiensi rata-rata dugi ka 82% dina pita 5G sub-6 GHz sareng satuju sareng hasil anu diukur. Leuwih ti éta, anteneu MIMO dimekarkeun némbongkeun kinerja alus teuing dina hal koefisien korelasi amplop (ECC) kirang ti 0,004, gain diversity (DG) ngeunaan 10 dB (> 9,98 dB) jeung isolasi tinggi antara komponén MIMO (> 15,5 dB). ciri. Ku kituna, anteneu MIMO basis MS diusulkeun confirms applicability na pikeun sub-6 GHz jaringan komunikasi 5G.
Téknologi 5G mangrupikeun kamajuan luar biasa dina komunikasi nirkabel anu bakal ngaktifkeun jaringan anu langkung gancang sareng langkung aman pikeun milyaran alat anu disambungkeun, nyayogikeun pangalaman pangguna sareng latency "enol" (latency kirang ti 1 milidetik), sareng ngenalkeun téknologi anyar, kalebet éléktronika. Perawatan médis, atikan intelektual. , kota pinter, imah pinter, kanyataanana virtual (VR), pabrik pinter jeung Internet of Vehicles (IoV) ngarobah kahirupan urang, masarakat jeung industri1,2,3. Komisi Komunikasi Federal AS (FCC) ngabagi spéktrum 5G kana opat pita frékuénsi4. Pita frékuénsi handap 6 GHz dipikaresep ku panalungtik sabab ngamungkinkeun komunikasi jarak jauh jeung ongkos data luhur5,6. Alokasi spéktrum sub-6 GHz 5G pikeun komunikasi 5G global dipidangkeun dina Gambar 1, nunjukkeun yén sadaya nagara nganggap spéktrum sub-6 GHz pikeun komunikasi 5G7,8. Antena mangrupikeun bagian penting tina jaringan 5G sareng ngabutuhkeun langkung seueur base station sareng anteneu terminal pangguna.
Microstrip patch anteneu boga kaunggulan thinness jeung struktur datar, tapi diwatesan dina rubakpita jeung gain9,10, jadi loba panalungtikan geus dipigawé pikeun ngaronjatkeun gain jeung rubakpita anteneu; Dina taun anyar, metasurfaces (MS) geus loba dipaké dina téknologi anteneu, utamana pikeun ngaronjatkeun gain sarta throughput11,12, kumaha oge, anteneu ieu dugi ka port tunggal; Téknologi MIMO mangrupa aspék penting dina komunikasi nirkabel sabab bisa ngagunakeun sababaraha anteneu sakaligus pikeun ngirimkeun data, kukituna ngaronjatkeun ongkos data, efisiensi spéktral, kapasitas saluran, jeung reliabilitas13,14,15. Antena MIMO mangrupikeun calon poténsial pikeun aplikasi 5G sabab tiasa ngirim sareng nampi data dina sababaraha saluran tanpa meryogikeun kakuatan tambahan16,17. Pangaruh gandeng silih antara komponén MIMO gumantung kana lokasi unsur MIMO jeung gain tina anteneu MIMO, nu mangrupakeun tantangan utama pikeun peneliti. Angka 18, 19, sareng 20 nunjukkeun rupa-rupa anteneu MIMO anu beroperasi dina pita 5G sub-6 GHz, sadayana nunjukkeun isolasi sareng kinerja MIMO anu saé. Sanajan kitu, gain sarta rubakpita operasi sistem diusulkeun ieu low.
Metamaterials (MMs) nyaéta bahan anyar anu henteu aya di alam sareng tiasa ngamanipulasi gelombang éléktromagnétik, ku kituna ningkatkeun kinerja anteneu21,22,23,24. MM ayeuna loba dipaké dina téhnologi anteneu pikeun ngaronjatkeun pola radiasi, rubakpita, gain, jeung isolasi antara elemen anteneu jeung sistem komunikasi nirkabel, sakumaha dibahas dina 25, 26, 27, 28. Dina 2029, sistem MIMO opat-unsur dumasar kana metasurface, dimana bagian anteneu diapit antara metasurface jeung taneuh tanpa celah hawa, nu ngaronjatkeun kinerja MIMO. Nanging, desain ieu ngagaduhan ukuran anu langkung ageung, frekuensi operasi anu langkung handap sareng struktur anu kompleks. Bandgap éléktromagnétik (EBG) sareng gelung taneuh kalebet kana antena MIMO pita lebar 2 port anu diusulkeun pikeun ningkatkeun isolasi komponén MIMO30. anteneu dirancang boga kinerja diversity MIMO alus sarta isolasi unggulan antara dua anteneu MIMO, tapi ngan ngagunakeun dua komponén MIMO, gain bakal low. Sajaba ti éta, in31 ogé ngajukeun anteneu dual-port MIMO ultra-wideband (UWB) sarta nalungtik kinerja MIMO na ngagunakeun metamaterials. Sanajan anteneu ieu sanggup operasi UWB, gain na low sarta isolasi antara dua anteneu goréng. Karya in32 ngajukeun sistem MIMO 2-port anu ngagunakeun pemantul bandgap éléktromagnétik (EBG) pikeun ningkatkeun gain. Sanajan susunan anteneu dimekarkeun boga gain tinggi jeung kinerja diversity MIMO alus, ukuranana badag ngajadikeun hésé nerapkeun dina alat komunikasi generasi saterusna. anteneu broadband basis pemantul sejen dikembangkeun dina 33, dimana pemantul ieu terpadu di handapeun anteneu kalawan gedé 22 mm gap, némbongkeun gain puncak handap 4,87 dB. Paper 34 mendesain anteneu MIMO opat-port pikeun aplikasi mmWave, nu terpadu jeung lapisan MS pikeun ngaronjatkeun isolasi jeung gain tina sistem MIMO. Sanajan kitu, anteneu ieu nyadiakeun gain alus tur isolasi, tapi boga rubakpita kawates sarta sipat mékanis goréng alatan celah hawa badag. Nya kitu, dina 2015, tilu-pasangan, 4-port bowtie ngawangun metasurface-integrasi anteneu MIMO dikembangkeun pikeun komunikasi mmWave kalawan gain maksimum 7,4 dBi. B36 MS dipaké dina tonggong anteneu 5G pikeun ngaronjatkeun gain anteneu, dimana metasurface meta salaku pemantul a. Sanajan kitu, struktur MS téh asimétri sarta kirang perhatian geus dibayar ka struktur sél unit.
Numutkeun hasil analisis di luhur, euweuh anteneu luhur gain tinggi, isolasi unggulan, kinerja MIMO jeung sinyalna wideband. Ku alatan éta, masih aya kabutuhan pikeun anteneu MIMO metasurface nu bisa nutupan rupa-rupa frékuénsi spéktrum 5G handap 6 GHz kalawan gain tinggi na isolasi. Mertimbangkeun watesan tina literatur luhur-disebutkeun, a wideband opat-unsur sistem anteneu MIMO kalawan gain tinggi jeung kinerja diversity unggulan diusulkeun pikeun sub-6 GHz sistem komunikasi nirkabel. Salaku tambahan, anteneu MIMO anu diusulkeun nunjukkeun isolasi anu saé antara komponén MIMO, jurang unsur leutik, sareng efisiensi radiasi anu luhur. Patch anteneu dipotong diagonal sareng disimpen dina luhureun permukaan métasurface kalayan celah hawa 12mm, anu ngagambarkeun radiasi deui tina anteneu sareng ningkatkeun gain anteneu sareng directivity. Salaku tambahan, anteneu tunggal anu diusulkeun dianggo pikeun nyiptakeun anteneu MIMO opat unsur kalayan kinerja MIMO anu unggul ku cara nempatkeun anteneu masing-masing sacara ortogonal. Antena MIMO anu dikembangkeun teras diintegrasikeun dina luhureun 10 × 10 MS Asép Sunandar Sunarya kalawan backplane tambaga pikeun ngaronjatkeun kinerja émisi. Desainna gaduh rentang operasi anu lega (3.08-7.75 GHz), gain luhur 8.3 dBi sareng efisiensi rata-rata luhur 82%, ogé isolasi anu saé langkung ageung tibatan −15.5 dB antara komponén anteneu MIMO. Anteneu MIMO basis MS anu dikembangkeun disimulasi nganggo pakét parangkat lunak éléktromagnétik 3D CST Studio 2019 sareng disahkeun ngaliwatan studi ékspérimén.
Bagian ieu nyayogikeun perkenalan anu detil kana arsitéktur anu diusulkeun sareng metodologi desain anteneu tunggal. Sajaba ti éta, hasil simulasi jeung observasi dibahas di jéntré, kaasup parameter scattering, gain, sarta efisiensi sakabéh kalawan jeung tanpa metasurfaces. Anteneu prototipe dikembangkeun dina substrat diéléktrik leungitna low Rogers 5880 kalayan ketebalan 1,575mm kalayan konstanta diéléktrik 2,2. Pikeun ngembangkeun sareng simulasi desain, pakét simulator éléktromagnétik CST studio 2019 dianggo.
angka 2 nembongkeun arsitéktur diusulkeun sarta model desain hiji anteneu unsur tunggal. Nurutkeun kana persamaan matematik well-ngadegkeun37, anteneu diwangun ku titik radiating kuadrat linear fed sarta pesawat taneuh tambaga (sakumaha dijelaskeun dina hambalan 1) sarta resonates kalawan rubakpita pisan sempit dina 10,8 GHz, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3b. Ukuran awal radiator anteneu ditangtukeun ku hubungan matematis ieu37:
Dimana \(P_{L}\) jeung \(P_{w}\) nyaéta panjang jeung rubak patch, c ngagambarkeun laju cahaya, \(\gamma_{r}\) nyaéta konstanta diéléktrik substrat. . , \(\gamma_{reff}\) ngagambarkeun nilai diéléktrik éféktif titik radiasi, \(\Delta L\) ngagambarkeun parobahan dina panjang titik. Backplane anteneu dioptimalkeun dina tahap kadua, ngaronjatna rubakpita impedansi sanajan rubakpita impedansi pisan low 10 dB. Dina tahap katilu, posisi feeder dipindahkeun ka katuhu, nu ngaronjatkeun rubakpita impedansi jeung cocog impedansi tina anteneu diusulkeun38. Dina tahap ieu, anteneu nunjukkeun bandwidth operasi anu saé 4 GHz sareng ogé nyertakeun spéktrum di handap 6 GHz dina 5G. Tahap kaopat jeung final ngalibatkeun etching alur pasagi di juru sabalikna ti titik radiasi. Slot ieu sacara signifikan ngalegaan rubakpita 4,56 GHz pikeun nutupan spéktrum 5G sub-6 GHz tina 3,11 GHz ka 7,67 GHz, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3b. Panempoan sudut hareup jeung handap tina desain diusulkeun ditémbongkeun dina Gambar 3a, sarta final dioptimalkeun parameter design diperlukeun nyaéta kieu: SL = 40 mm, Pw = 18 mm, PL = 18 mm, gL = 12 mm, fL = 11. mm, fW = 4 ,7 mm, c1 = 2 mm, c2 = 9,65 mm, c3 = 1,65 mm.
(a) Pandangan luhur sareng pungkur tina anteneu tunggal anu dirancang (CST STUDIO SUITE 2019). (b) kurva S-parameter.
Metasurface mangrupikeun istilah anu ngarujuk kana susunan périodik sél unit anu aya dina jarak anu tangtu. Metasurfaces mangrupakeun cara éféktif pikeun ngaronjatkeun kinerja radiasi anteneu, kaasup rubakpita, gain, jeung isolasi antara komponén MIMO. Alatan pangaruh rambatan gelombang permukaan, metasurfaces ngahasilkeun résonansi tambahan nu nyumbang kana ningkat kinerja anteneu39. Karya ieu ngajukeun unit metamaterial (MM) épsilon-négatip anu beroperasi dina pita 5G di handap 6 GHz. The MM kalawan aréa permukaan 8mm × 8mm ieu dimekarkeun dina low loss Rogers 5880 substrat kalawan konstanta diéléktrik 2.2 sarta ketebalan tina 1.575mm. Patch resonator MM dioptimalkeun diwangun ku cingcin pamisah sirkular jero disambungkeun ka dua cingcin pamisah luar dirobah, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4a. Gambar 4a nyimpulkeun parameter dioptimalkeun ahir tina setelan MM anu diusulkeun. Salajengna, 40 × 40 mm sarta 80 × 80 mm lapisan metasurface dikembangkeun tanpa backplane tambaga jeung kalawan backplane tambaga maké 5 × 5 jeung 10 × 10 arrays sél masing-masing. Struktur MM anu diusulkeun dimodelkeun nganggo parangkat lunak modél éléktromagnétik 3D "CST studio suite 2019". Prototipe fabricated tina struktur Asép Sunandar Sunarya MM diusulkeun sarta pangukuran setelan (dual-port jaringan analyzer PNA jeung port waveguide) ditémbongkeun dina Gambar 4b pikeun sangkan méré konfirmasi hasil simulasi CST ku analisa respon sabenerna. Setélan pangukuran ngagunakeun analisa jaringan séri Agilent PNA dina kombinasi sareng dua adaptor coaxial waveguide (A-INFOMW, nomer bagian: 187WCAS) pikeun ngirim sareng nampi sinyal. A prototipe 5 × 5 Asép Sunandar Sunarya ieu disimpen antara dua waveguide adapters coaxial disambungkeun ku kabel coaxial ka analyzer jaringan dua-port (Agilent PNA N5227A). Agilent N4694-60001 kit calibration dipaké pikeun calibrate nu analyzer jaringan dina tutuwuhan pilot. The simulated na CST observasi parameter scattering tina prototipe MM Asép Sunandar Sunarya diajukeun ditémbongkeun dina Gambar 5a. Ieu bisa ditempo yén struktur MM diusulkeun resonates dina rentang frékuénsi 5G handap 6 GHz. Sanajan béda leutik dina rubakpita 10 dB, hasil simulasi jeung ékspérimén sarupa pisan. Frékuénsi résonansi, rubakpita, sareng amplitudo résonansi anu dititénan rada béda ti anu disimulasi, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 5a. Bedana ieu antara hasil observasi jeung simulasi téh alatan imperfections manufaktur, clearances leutik antara prototipe jeung palabuhan waveguide, épék gandeng antara palabuhan waveguide jeung komponén Asép Sunandar Sunarya, sarta tolerances pangukuran. Sajaba ti éta, panempatan ditangtoskeun tina prototipe dimekarkeun antara palabuhan waveguide dina setelan eksperimen bisa ngahasilkeun shift résonansi. Sajaba ti éta, noise nu teu dihoyongkeun ieu observasi salila fase calibration, nu ngarah ka discrepancies antara numerik jeung hasil diukur. Tapi, sajaba ti kasusah ieu, prototipe Asép Sunandar Sunarya MM anu diusulkeun ngalaksanakeun saé kusabab korelasi anu kuat antara simulasi sareng ékspérimén, sahingga cocog pikeun aplikasi komunikasi nirkabel sub-6 GHz 5G.
(a) Géométri sél unit (S1 = 8 mm, S2 = 7 mm, S3 = 5 mm, f1, f2, f4 = 0,5 mm, f3 = 0,75 mm, h1 = 0,5 mm, h2 = 1,75 mm) (CST STUDIO SUITE) ) 2019) (b) Poto setelan pangukuran MM.
(a) Simulasi jeung verifikasi kurva parameter scattering prototipe metamaterial. (b) Kurva konstanta diéléktrik tina sél unit MM.
Parameter éféktif relevan kayaning konstanta diéléktrik éféktif, perméabilitas magnét, sarta indéks réfraktif diulik ngagunakeun diwangun-di téhnik pos-processing tina simulator éléktromagnétik CST jang meberkeun analisa paripolah sél Unit MM. Parameter MM éféktif dicandak tina parameter paburencay ngagunakeun métode rekonstruksi mantap. Persamaan transmitansi sareng koefisien refleksi: (3) sareng (4) tiasa dianggo pikeun nangtukeun indéks réfraktif sareng impedansi (tingali 40).
Bagian nyata jeung imajinér operator digambarkeun ku (.) 'jeung (.)" masing-masing, sarta nilai integer m pakait jeung indéks réfraktif nyata. Konstanta diéléktrik jeung perméabilitas ditangtukeun ku rumus \(\varepsilon {} = {}n/z,\) jeung \(\mu = nz\), nu dumasar kana impedansi jeung indéks réfraktif, masing-masing. Kurva konstanta diéléktrik éféktif tina struktur MM ditémbongkeun dina Gambar 5b. Dina frékuénsi résonansi, konstanta diéléktrik éféktif négatip. Angka 6a,b nunjukkeun nilai ékstraksi perméabilitas efektif (μ) sareng indéks réfraktif efektif (n) tina sél unit anu diusulkeun. Utamana, perméabilitas anu diekstrak nunjukkeun nilai riil anu positif caket sareng nol, anu negeskeun sipat epsilon-négatip (ENG) tina struktur MM anu diusulkeun. Leuwih ti éta, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 6a, résonansi dina perméabilitas deukeut enol kuat patali jeung frékuénsi résonansi. Sél Unit dimekarkeun boga indéks réfraktif négatip (Gbr. 6b), nu hartina MM diusulkeun bisa dipaké pikeun ngaronjatkeun kinerja anteneu21,41.
Prototipe anu dikembangkeun tina anteneu pita lebar tunggal didamel pikeun nguji sacara ékspérimén desain anu diusulkeun. Angka 7a,b nunjukkeun gambar tina anteneu tunggal prototipe anu diusulkeun, bagian strukturna sareng pangaturan pangukuran jarak caket (SATIMO). Pikeun ngaronjatkeun kinerja anteneu, metasurface dimekarkeun disimpen dina lapisan handapeun anteneu, ditémbongkeun saperti dina Gambar 8a, kalawan jangkungna h. A 40mm x 40mm ganda-lapisan metasurface tunggal dilarapkeun ka pungkur anteneu tunggal dina interval 12mm. Sajaba ti éta, metasurface kalawan backplane a disimpen dina sisi pungkur anteneu tunggal dina jarak 12 mm. Saatos nerapkeun metasurface nu, anteneu tunggal némbongkeun hiji pamutahiran signifikan dina kinerja, ditémbongkeun saperti dina Gambar 1 jeung 2. angka 8 jeung 9. angka 8b nembongkeun simulasi jeung diukur plot reflectance pikeun anteneu tunggal tanpa jeung metasurfaces. Eta sia noting yén sinyalna band anteneu kalawan metasurface a pisan sarupa pita sinyalna anteneu tanpa metasurface a. Angka 9a,b nunjukkeun perbandingan gain anteneu tunggal simulasi sareng observasi sareng efisiensi sadayana tanpa sareng MS dina spéktrum operasi. Ieu bisa ditempo yén, dibandingkeun jeung anteneu non-metasurface, gain tina anteneu metasurface nyata ningkat, ngaronjatna tina 5,15 dBi ka 8 dBi. Keuntungan tina metasurface lapisan tunggal, metasurface dua lapis, sareng anteneu tunggal sareng metasurface backplane ningkat masing-masing ku 6 dBi, 6,9 dBi sareng 8 dBi. Dibandingkeun jeung metasurfaces séjén (single-lapisan jeung ganda-lapisan MCs), gain hiji anteneu metasurface tunggal jeung backplane tambaga nepi ka 8 dBi. Dina hal ieu, metasurface bertindak salaku pemantul, ngirangan radiasi tonggong anteneu sareng ngamanipulasi gelombang éléktromagnétik dina fase, ku kituna ningkatkeun efisiensi radiasi anteneu sareng ku kituna kauntungan. Ulikan ngeunaan efisiensi sakabéh anteneu tunggal tanpa jeung metasurfaces ditémbongkeun dina Gambar 9b. Perlu dicatet yén efisiensi anteneu sareng sareng tanpa metasurface ampir sami. Dina rentang frékuénsi handap, efisiensi anteneu rada ngurangan. The eksperimen jeung simulated gain jeung efisiensi kurva aya dina perjangjian alus. Nanging, aya sakedik bédana antara hasil simulasi sareng diuji kusabab cacad manufaktur, kasabaran pangukuran, leungitna sambungan port SMA, sareng leungitna kawat. Sajaba ti éta, anteneu sarta MS pemantul lokasina antara spacers nilon, nu masalah sejen anu mangaruhan hasil observasi dibandingkeun hasil simulasi.
angka (a) nembongkeun anteneu tunggal réngsé sareng komponenana pakait. (b) Near-field measurement setup (SATIMO).
(a) éksitasi anteneu maké reflectors metasurface (CST STUDIO SUITE 2019). (b) Reflektansi simulasi sareng ékspérimén tina anteneu tunggal tanpa sareng MS.
Hasil simulasi jeung pangukuran (a) gain kahontal jeung (b) efisiensi sakabéh anteneu pangaruh metasurface diusulkeun.
Analisis pola beam ngagunakeun MS. Pangukuran deukeut-sawah anteneu tunggal dilaksanakeun di SATIMO Near-Field Experimental Environment of UKM SATIMO Near-Field Systems Laboratory. angka 10a, b némbongkeun simulated sarta observasi E-pesawat sarta H-pesawat pola radiasi pa 5,5 GHz pikeun anteneu tunggal diusulkeun kalawan jeung tanpa MS. anteneu tunggal dimekarkeun (tanpa MS) nyadiakeun pola radiasi bidirectional konsisten kalayan nilai lobus samping. Saatos nerapkeun pemantul MS diusulkeun, anteneu nyadiakeun pola radiasi unidirectional jeung ngurangan tingkat lobus deui, ditémbongkeun saperti dina Gambar 10a, b. Perhatos yén pola radiasi anteneu tunggal anu diusulkeun langkung stabil sareng unidirectional kalayan lobus tonggong sareng sisi anu handap pisan nalika nganggo permukaan métasurface kalayan backplane tambaga. Pemantul Asép Sunandar Sunarya MM diusulkeun ngurangan lobus deui jeung samping anteneu bari ngaronjatkeun kinerja radiasi ku ngarahkeun arus dina arah unidirectional (Gbr. 10a, b), kukituna ngaronjatkeun gain na directivity. Perhatikeun yén pola radiasi ékspérimén ampir sarimbag jeung simulasi CST, tapi rada variatif alatan misalignment tina rupa-rupa komponén dirakit, tolerances pangukuran, sarta leungitna cabling. Salaku tambahan, spacer nilon diselapkeun antara anteneu sareng pemantul MS, anu mangrupikeun masalah anu mangaruhan hasil anu dititénan dibandingkeun sareng hasil numerik.
Pola radiasi tina anteneu tunggal anu dikembangkeun (tanpa MS sareng MS) dina frékuénsi 5,5 GHz disimulasi sareng diuji.
Géométri anteneu MIMO anu diusulkeun dipidangkeun dina Gambar 11 sareng kalebet opat anteneu tunggal. Opat komponén anteneu MIMO disusun sacara ortogonal dina hiji substrat diménsi 80 × 80 × 1,575 mm, ditémbongkeun saperti dina Gambar 11. Anteneu MIMO dirancang ngabogaan jarak antar-unsur 22 mm, nu leuwih leutik batan nu. jarak antar-unsur anu pangcaketna tina anteneu. anteneu MIMO dimekarkeun. Sajaba ti éta, bagian tina pesawat taneuh lokasina dina cara nu sarua salaku anteneu tunggal. Nilai pantulan anteneu MIMO (S11, S22, S33, sareng S44) anu dipidangkeun dina Gambar 12a nunjukkeun paripolah anu sami sareng anteneu unsur tunggal anu résonansi dina pita 3.2–7.6 GHz. Ku alatan éta, rubakpita impedansi anteneu MIMO persis sarua jeung anteneu tunggal. Pangaruh gandeng antara komponén MIMO nyaéta alesan utama pikeun leungitna rubakpita leutik anteneu MIMO. Gambar 12b nembongkeun pangaruh interkonéksi dina komponén MIMO, dimana isolasi optimal antara komponén MIMO ditangtukeun. Isolasi antara anteneu 1 sareng 2 mangrupikeun panghandapna sakitar -13,6 dB, sareng isolasi antara anteneu 1 sareng 4 paling luhur sakitar -30,4 dB. Alatan ukuranana leutik sarta rubakpita lega, anteneu MIMO ieu gain handap sarta throughput handap. Insulasi rendah, ku kituna ningkat tulangan sareng insulasi diperyogikeun;
Mékanisme desain tina anteneu MIMO diajukeun (a) view luhur jeung (b) pesawat taneuh. (CST Studio Suite 2019).
The geometric susunan jeung métode éksitasi tina metasurface MIMO anteneu diajukeun ditémbongkeun dina Gambar 13a. A matrix 10x10mm kalawan diménsi 80x80x1.575mm dirancang pikeun sisi tukang anteneu MIMO 12mm tinggi, ditémbongkeun saperti dina Gambar 13a. Sajaba ti, metasurfaces kalawan backplanes tambaga dimaksudkeun pikeun pamakéan dina anteneu MIMO pikeun ngaronjatkeun kinerja maranéhanana. Jarak antara metasurface jeung anteneu MIMO kritis pikeun ngahontal gain tinggi bari sahingga interferensi konstruktif antara gelombang dihasilkeun anteneu jeung nu reflected ti metasurface nu. Modeling éksténsif dipigawé pikeun ngaoptimalkeun jangkungna antara anteneu jeung metasurface bari ngajaga standar saparapat-gelombang pikeun gain maksimum sarta isolasi antara elemen MIMO. Perbaikan signifikan dina kinerja anteneu MIMO dihontal ku ngagunakeun metasurfaces kalawan backplanes dibandingkeun metasurfaces tanpa backplanes bakal nunjukkeun dina bab salajengna.
(a) Setélan simulasi CST tina anteneu MIMO anu diusulkeun nganggo MS (CST STUDIO SUITE 2019), (b) kurva Reflectance tina sistem MIMO anu dikembangkeun tanpa MS sareng MS.
The reflectances of anteneu MIMO kalawan jeung tanpa metasurfaces ditémbongkeun dina Gambar 13b, dimana S11 na S44 dibere alatan kabiasaan ampir identik sadaya anteneu dina sistem MIMO. Eta sia noting yén -10 dB impedansi rubakpita tina anteneu MIMO tanpa sarta kalawan metasurface tunggal ampir sarua. Kontras, rubakpita impedansi tina anteneu MIMO anu diusulkeun ningkat ku MS dual-layer sareng backplane MS. Eta sia noting yén tanpa MS, anteneu MIMO nyadiakeun rubakpita fractional 81,5% (3,2-7,6 GHz) relatif ka frékuénsi puseur. Ngahijikeun MS jeung backplane ngaronjatkeun rubakpita impedansi tina anteneu MIMO diusulkeun ka 86,3% (3,08-7,75 GHz). Sanajan MS dual-lapisan ngaronjatkeun throughput, pamutahiran éta kirang ti MS kalawan backplane tambaga. Sumawona, MC dual-lapisan ningkatkeun ukuran anteneu, ningkatkeun biaya, sareng ngawatesan jangkauanna. Anteneu MIMO anu dirancang sareng pemantul metasurface didamel sareng diverifikasi pikeun ngonfirmasi hasil simulasi sareng ngira-ngira kinerja anu saleresna. angka 14a nembongkeun fabricated MS lapisan jeung anteneu MIMO kalawan sagala rupa komponén dirakit, bari Gambar 14b nembongkeun photograph sistem MIMO dimekarkeun. Anteneu MIMO dipasang dina luhureun metasurface ngagunakeun opat spacer nilon, ditémbongkeun saperti dina Gambar 14b. Gambar 15a nembongkeun snapshot tina setelan ékspérimén deukeut-widang tina sistem anteneu MIMO dimekarkeun. Analisa jaringan PNA (Agilent Technologies PNA N5227A) dianggo pikeun ngira-ngira parameter paburencay sareng ngira-ngira sareng ngacirian karakteristik émisi anu caket di Laboratorium Sistem Near-Field UKM SATIMO.
(a) Poto SATIMO ukuran deukeut-widang (b) Simulated jeung kurva ékspérimén S11 MIMO anteneu kalawan jeung tanpa MS.
bagian ieu presents ulikan komparatif tina simulated sarta observasi S-parameter tina anteneu 5G MIMO diajukeun. angka 15b nembongkeun plot reflectance eksperimen tina terpadu 4-elemen MIMO MS anteneu sarta compares eta kalawan hasil simulasi CST. Reflectances eksperimen kapanggih sarua jeung itungan CST, tapi éta rada béda alatan defects manufaktur sarta tolerances eksperimen. Salaku tambahan, pantulan anu dititénan tina prototipe MIMO basis MS anu diusulkeun nyertakeun spéktrum 5G di handap 6 GHz kalayan rubakpita impedansi 4.8 GHz, anu hartosna aplikasi 5G mungkin. Sanajan kitu, frékuénsi résonansi diukur, rubakpita, jeung amplitudo rada béda ti hasil simulasi CST. Cacat manufaktur, karugian gandeng coax-to-SMA, sareng pangaturan ukuran luar tiasa nyababkeun bédana antara hasil anu diukur sareng simulasi. Nanging, sanaos kakurangan ieu, MIMO anu diusulkeun ngalaksanakeun saé, nyayogikeun kasapukan anu kuat antara simulasi sareng pangukuran, sahingga cocog pikeun aplikasi nirkabel sub-6 GHz 5G.
The simulated sarta observasi kurva gain anteneu MIMO ditémbongkeun dina Gambar 2 jeung 2. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 16a, b jeung 17a, b, masing-masing, interaksi silih komponén MIMO ditémbongkeun. Nalika metasurfaces diterapkeun kana anteneu MIMO, isolasi antara anteneu MIMO sacara signifikan ningkat. Plot isolasi antara elemen anteneu padeukeut S12, S14, S23 na S34 nembongkeun kurva sarupa, sedengkeun diagonal MIMO anteneu S13 na S42 némbongkeun isolasi sarupa luhur alatan jarak nu leuwih gede antara aranjeunna. Karakteristik transmisi simulated anteneu padeukeut ditémbongkeun dina Gambar 16a. Perlu dicatet yén dina spéktrum operasi 5G di handap 6 GHz, isolasi minimum anteneu MIMO tanpa permukaan métasurface nyaéta -13,6 dB, sareng pikeun métasurface kalayan backplane - 15,5 dB. plot gain (gambar 16a) nunjukeun yen backplane metasurface nyata ngaronjatkeun isolasi antara elemen anteneu MIMO dibandingkeun single- jeung metasurfaces ganda-lapisan. Dina elemen anteneu padeukeut, metasurfaces single- jeung lapisan ganda nyadiakeun isolasi minimum kira -13,68 dB na -14,78 dB, sarta metasurface backplane tambaga nyadiakeun kira -15,5 dB.
Kurva isolasi simulated elemen MIMO tanpa lapisan MS sarta kalawan lapisan MS: (a) S12, S14, S34 jeung S32 jeung (b) S13 jeung S24.
kurva gain ékspérimén tina anteneu MIMO basis MS diajukeun tanpa tur kalawan: (a) S12, S14, S34 na S32 jeung (b) S13 na S24.
plot gain anteneu diagonal MIMO saméméh jeung sanggeus nambahkeun lapisan MS ditémbongkeun dina Gambar 16b. Eta sia noting yén isolasi minimum antara anteneu diagonal tanpa metasurface a (anteneu 1 jeung 3) nyaeta - 15,6 dB sakuliah spéktrum operasi, sarta metasurface kalawan backplane nyaeta - 18 dB. Pendekatan metasurface nyata ngurangan épék gandeng antara anteneu MIMO diagonal. Insulasi maksimum pikeun metasurface lapisan tunggal nyaéta -37 dB, sedengkeun pikeun metasurface lapisan ganda nilai ieu turun ka -47 dB. Isolasi maksimum metasurface kalawan backplane tambaga nyaéta -36.2 dB, nu turun kalayan ngaronjatna rentang frékuénsi. Dibandingkeun jeung metasurfaces single- jeung lapisan ganda tanpa backplane a, metasurfaces kalawan backplane nyadiakeun isolasi unggul dina sakabéh rentang frékuénsi operasi diperlukeun, utamana dina rentang 5G handap 6 GHz, ditémbongkeun saperti dina Gambar 16a, b. Dina pita 5G nu pang populerna jeung loba dipaké di handap 6 GHz (3,5 GHz), metasurfaces single- jeung dual-lapisan isolasi handap antara komponén MIMO ti metasurfaces kalawan backplanes tambaga (ampir euweuh MS) (tingali Gambar 16a), b). Ukuran gain ditémbongkeun dina Gambar 17a, b, némbongkeun isolasi anteneu padeukeut (S12, S14, S34 na S32) jeung anteneu diagonal (S24 na S13), mungguh. Salaku bisa ditempo ti inohong ieu (Gbr. 17a, b), isolasi eksperimen antara komponén MIMO satuju ogé jeung isolasi simulated. Sanajan aya béda leutik antara nilai CST simulasi jeung diukur alatan defects manufaktur, sambungan port SMA jeung leungitna kawat. Sajaba ti éta, anteneu sarta MS pemantul lokasina antara spacers nilon, nu masalah sejen anu mangaruhan hasil observasi dibandingkeun hasil simulasi.
ngulik sebaran arus permukaan dina 5.5 GHz pikeun ngarasionalkeun peran metasurfaces dina ngurangan gandeng silih ngaliwatan suppression gelombang permukaan42. Sebaran arus permukaan tina anteneu MIMO diajukeun ditémbongkeun dina Gambar 18, dimana anteneu 1 disetir jeung sesa anteneu terminated kalawan 50 beban ohm. Nalika anteneu 1 diaktipkeun, arus gandeng anu signifikan bakal muncul dina anteneu anu padeukeut dina 5,5 GHz dina henteuna métasurface, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 18a. Sabalikna, ngaliwatan pamakéan metasurfaces, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 18b-d, isolasi antara anteneu padeukeut ningkat. Ieu kudu dicatet yén pangaruh silih gandeng widang padeukeut bisa minimal ku propagating arus gandeng ka cingcin padeukeut sél unit jeung sél Unit MS padeukeut sapanjang lapisan MS dina arah antiparallel. Nyuntik arus tina anteneu anu disebarkeun ka unit MS mangrupikeun metode konci pikeun ningkatkeun isolasi antara komponén MIMO. Hasilna, arus gandeng antara komponén MIMO greatly ngurangan, sarta isolasi ogé greatly ningkat. Kusabab médan gandeng geus lega disebarkeun di unsur, metasurface backplane tambaga ngasingkeun assembly anteneu MIMO nyata leuwih ti single- jeung metasurfaces ganda-lapisan (gambar 18d). Leuwih ti éta, anteneu MIMO dimekarkeun boga backpropagation pisan low sarta rambatan samping, ngahasilkeun pola radiasi unidirectional, kukituna ngaronjatkeun gain tina anteneu MIMO diusulkeun.
Pola permukaan ayeuna tina anteneu MIMO anu diajukeun dina 5,5 GHz (a) tanpa MC, (b) MC lapisan tunggal, (c) MC lapisan ganda, sareng (d) MC lapisan tunggal sareng backplane tambaga. (CST Studio Suite 2019).
Dina frékuénsi operasi, Gambar 19a nembongkeun gains simulated sarta observasi tina anteneu MIMO dirancang tanpa jeung metasurfaces. gain kahontal simulated tina anteneu MIMO tanpa metasurface nyaeta 5,4 dBi, ditémbongkeun saperti dina Gambar 19a. Kusabab pangaruh gandeng silih antara komponén MIMO, anteneu MIMO diusulkeun sabenerna ngahontal 0,25 dBi gain leuwih luhur ti anteneu tunggal. Tambahan metasurfaces bisa nyadiakeun gains signifikan jeung isolasi antara komponén MIMO. Ku kituna, anteneu MIMO metasurface diusulkeun bisa ngahontal gain sadar tinggi nepi ka 8,3 dBi. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 19a, lamun metasurface tunggal dipaké dina tonggong anteneu MIMO, gain ngaronjat ku 1,4 dBi. Nalika metasurface dua kali, gain ngaronjat ku 2,1 dBi, ditémbongkeun saperti dina Gambar 19a. Sanajan kitu, gain maksimum ekspektasi 8,3 dBi kahontal lamun ngagunakeun metasurface kalawan backplane tambaga. Utamana, gain maksimum kahontal pikeun lapisan tunggal jeung lapisan ganda metasurfaces nyaéta 6,8 dBi jeung 7,5 dBi, masing-masing, sedengkeun gain maksimum kahontal pikeun metasurface lapisan handap nyaéta 8,3 dBi. Lapisan metasurface dina sisi tukang anteneu tindakan minangka pemantul a, reflecting radiasi ti sisi tukang anteneu sarta ngaronjatkeun hareup-ka-tukang (F / B) ratio anteneu MIMO dirancang. Salaku tambahan, pemantul MS-impedansi tinggi ngamanipulasi gelombang éléktromagnétik dina fase, sahingga nyiptakeun résonansi tambahan sareng ningkatkeun kinerja radiasi tina anteneu MIMO anu diusulkeun. The pemantul MS dipasang di tukangeun anteneu MIMO nyata bisa ningkatkeun gain kahontal, nu dikonfirmasi ku hasil eksperimen. gains observasi sarta simulated tina dimekarkeun prototipe MIMO anteneu ampir sarua, kumaha oge, dina sababaraha frékuénsi gain diukur leuwih luhur ti gain simulated, hususna keur MIMO tanpa MS; Variasi dina gain ékspérimén ieu disababkeun ku kasabaran pangukuran bantalan nilon, leungitna kabel, sareng gandeng dina sistem antena. Puncak gain diukur tina anteneu MIMO tanpa metasurface nyaeta 5,8 dBi, sedengkeun metasurface kalawan backplane tambaga nyaeta 8,5 dBi. Eta sia noting yén diusulkeun lengkep 4-port MIMO sistem anteneu kalawan MS pemantul némbongkeun gain tinggi dina kaayaan eksperimen jeung numeris.
Simulasi jeung hasil eksperimen tina (a) gain kahontal jeung (b) kinerja sakabéh anteneu MIMO diusulkeun kalawan pangaruh metasurface.
Gambar 19b nembongkeun kinerja sakabéh sistem MIMO diusulkeun tanpa tur kalawan reflectors metasurface. Dina Gambar 19b, efisiensi panghandapna ngagunakeun MS kalawan backplane éta leuwih 73% (turun ka 84%). Efisiensi sakabéh tina anteneu MIMO dimekarkeun tanpa MC sarta kalawan MC ampir sarua jeung béda minor dibandingkeun jeung nilai simulated. Alesan pikeun ieu nyaéta kasabaran pangukuran sareng panggunaan spacer antara anteneu sareng pemantul MS. Gain kahontal anu diukur sareng efisiensi sakabéh dina sakabéh frékuénsi ampir sami sareng hasil simulasi, nunjukkeun yén kinerja prototipe MIMO anu diusulkeun sapertos anu diharapkeun sareng yén anteneu MIMO basis MS anu disarankeun cocog pikeun komunikasi 5G. Kusabab kasalahan dina studi ékspérimén, aya bédana antara hasil sakabéh ékspérimén laboratorium sareng hasil simulasi. Kinerja prototipe anu diusulkeun dipangaruhan ku impedansi anu teu cocog antara anteneu sareng konektor SMA, karugian sambungan kabel coaxial, épék patri, sareng jarakna rupa-rupa alat éléktronik kana pangaturan ékspérimén.
angka 20 ngajelaskeun rarancang jeung kamajuan optimasi anteneu ceuk dina bentuk diagram blok. Diagram blok ieu nyayogikeun pedaran léngkah-léngkah ngeunaan prinsip desain antena MIMO anu diusulkeun, ogé parameter anu maénkeun peran konci dina ngaoptimalkeun anteneu pikeun ngahontal gain anu diperyogikeun sareng isolasi anu luhur dina frékuénsi operasi anu lega.
Pangukuran anteneu MIMO caket-lapangan diukur dina Lingkungan Percobaan Near-Field SATIMO di Laboratorium Sistem Near-Field UKM SATIMO. Angka 21a,b ngagambarkeun pola radiasi E-pesawat sareng pesawat H-pesawat simulasi sareng dititénan tina anteneu MIMO anu diklaim sareng sareng tanpa MS dina frékuénsi operasi 5,5 GHz. Dina rentang frékuénsi operasi 5,5 GHz, dimekarkeun non-MS MIMO anteneu nyadiakeun pola radiasi bidirectional konsisten kalayan nilai lobus samping. Saatos nerapkeun pemantul MS, anteneu nyadiakeun pola radiasi unidirectional jeung ngurangan tingkat lobus deui, ditémbongkeun saperti dina Gambar 21a, b. Eta sia noting yén ku ngagunakeun metasurface kalawan backplane tambaga, diusulkeun pola anteneu MIMO leuwih stabil sarta unidirectional ti tanpa MS, kalawan pisan low deui jeung lobus samping. Pemantul Asép Sunandar Sunarya MM anu diusulkeun ngirangan tonggong sareng sisi lobus anteneu sareng ogé ningkatkeun ciri radiasi ku ngarahkeun arus dina arah anu saarah (Gbr. 21a, b), ku kituna ningkatkeun gain sareng directivity. Pola radiasi diukur dicandak pikeun port 1 kalayan beban 50 ohm disambungkeun ka palabuhan sésana. Ieu katalungtik yén pola radiasi eksperimen ampir sarua jeung nu simulated ku CST, sanajan aya sababaraha simpangan alatan misalignment komponén, reflections ti palabuhan terminal, sarta karugian dina sambungan kabel. Salaku tambahan, spacer nilon diselapkeun antara anteneu sareng pemantul MS, anu mangrupikeun masalah anu mangaruhan hasil anu dititénan dibandingkeun sareng hasil anu diprediksi.
Pola radiasi tina anteneu MIMO dimekarkeun (tanpa MS jeung MS) dina frékuénsi 5,5 GHz ieu simulated sarta diuji.
Penting pikeun dicatet yén isolasi port sareng ciri anu aya hubunganana penting nalika ngevaluasi kinerja sistem MIMO. Kinerja diversity tina sistem MIMO diusulkeun, kaasup koefisien korelasi amplop (ECC) jeung gain diversity (DG), ieu nalungtik pikeun ngagambarkeun kuatna sistem anteneu MIMO dirancang. ECC sareng DG anteneu MIMO tiasa dianggo pikeun ngira-ngira kinerjana sabab mangrupikeun aspék penting tina kinerja sistem MIMO. Bagian di handap ieu bakal rinci ngeunaan fitur ieu tina anteneu MIMO anu diusulkeun.
Koéfisién Korélasi Amplop (ECC). Nalika nimbangkeun sistem MIMO mana waé, ECC nangtukeun darajat mana unsur-unsur panyusunna saling berhubungan ngeunaan sipat khususna. Ku kituna, ECC nunjukkeun tingkat isolasi saluran dina jaringan komunikasi nirkabel. ECC (koefisien korelasi amplop) tina sistem MIMO anu dikembangkeun tiasa ditangtukeun dumasar kana parameter-S sareng émisi jarak jauh. Ti Eq. (7) jeung (8) ECC tina anteneu MIMO diajukeun 31 bisa ditangtukeun.
Koéfisién pantulan diwakilan ku Sii sareng Sij ngagambarkeun koefisien transmisi. Pola radiasi tilu diménsi anteneu j-th jeung i-th dirumuskeun ku éksprési \(\vec{R}_{j} \left( {\theta ,\varphi } \right)\) jeung \( \vec {{R_{ i } }} Sudut padet digambarkeun ku \ kénca ( {\theta ,\varphi } \ katuhu) \) jeung \({\Omega }\). Kurva ECC tina anteneu diusulkeun ditémbongkeun dina Gambar 22a sarta nilai na kirang ti 0,004, nu ogé handap nilai ditarima 0,5 pikeun sistem nirkabel. Ku alatan éta, ngurangan nilai ECC hartina sistem MIMO 4-port diusulkeun nyadiakeun diversity unggul43.
Diversity Gain (DG) DG nyaéta métrik kinerja sistem MIMO sejen anu ngajelaskeun kumaha skéma diversity mangaruhan kakuatan radiasi. Hubungan (9) nangtukeun DG tina sistem anteneu MIMO anu dikembangkeun, sakumaha dijelaskeun dina 31.
Gambar 22b nunjukkeun diagram DG tina sistem MIMO anu diajukeun, dimana nilai DG caket pisan sareng 10 dB. Nilai DG sadaya anteneu sistem MIMO dirancang ngaleuwihan 9,98 dB.
meja 1 ngabandingkeun anteneu metasurface MIMO diajukeun kalawan sistem MIMO sarupa nembe dimekarkeun. Perbandingan éta tumut kana sababaraha parameter kinerja, kalebet bandwidth, gain, isolasi maksimum, efisiensi sakabéh, sareng kinerja diversity. Peneliti geus dibere rupa-rupa prototipe anteneu MIMO kalawan gain jeung téhnik ningkatna isolasi dina 5, 44, 45, 46, 47. Dibandingkeun jeung karya saméméhna diterbitkeun, sistem MIMO diusulkeun kalawan reflectors metasurface outperforms aranjeunna dina watesan rubakpita, gain, sarta isolasi. Salaku tambahan, dibandingkeun sareng anteneu anu sami anu dilaporkeun, sistem MIMO anu dikembangkeun nunjukkeun prestasi keragaman anu unggul sareng efisiensi umum dina ukuran anu langkung alit. Sanaos anteneu anu dijelaskeun dina Bagéan 5.46 gaduh isolasi anu langkung luhur tibatan anteneu anu kami usulkeun, anteneu ieu ngagaduhan ukuran anu ageung, gain rendah, rubakpita sempit, sareng kinerja MIMO anu goréng. 4-port MIMO anteneu diusulkeun dina 45 némbongkeun gain tinggi jeung efisiensi, tapi desain na boga isolasi low, ukuran badag, sarta kinerja diversity goréng. Di sisi séjén, sistem anteneu ukuranana leutik diusulkeun dina 47 gains pisan low jeung rubakpita operasi, bari diusulkeun kami dumasar MS 4-port Sistim MIMO némbongkeun ukuran leutik, gain tinggi, isolasi tinggi jeung kinerja hadé MIMO. Ku kituna, anteneu MIMO metasurface anu diusulkeun tiasa janten pesaing utama pikeun sistem komunikasi sub-6 GHz 5G.
Anteneu MIMO pita lebar basis pemantul metasurface opat port kalayan gain tinggi sareng isolasi diusulkeun pikeun ngadukung aplikasi 5G di handap 6 GHz. Garis microstrip eupan bagian radiating pasagi, nu geus truncated ku pasagi di juru diagonal. MS anu diusulkeun sareng pemancar anteneu dilaksanakeun dina bahan substrat anu sami sareng Rogers RT5880 pikeun ngahontal prestasi anu saé dina sistem komunikasi 5G-speed tinggi. anteneu MIMO pitur rentang lega tur gain tinggi, sarta nyadiakeun isolasi sora antara komponén MIMO jeung efisiensi alus teuing. anteneu tunggal dimekarkeun boga diménsi miniatur 0.58?0.58?0.02? kalawan 5 × 5 metasurface Asép Sunandar Sunarya, nyadiakeun rubakpita operasi 4,56 GHz lega, 8 gain puncak dBi jeung efisiensi diukur punjul. Anteneu MIMO opat-port anu diusulkeun (Asép Sunandar Sunarya 2 × 2) dirancang sacara ortogonal ngajajarkeun unggal anteneu tunggal anu diusulkeun sareng anteneu anu sanés kalayan diménsi 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ. Disarankeun ngumpul a 10 × 10 MM Asép Sunandar Sunarya dina 12mm tinggi anteneu MIMO, nu bisa ngurangan deui-radiasi jeung ngurangan silih gandeng antara komponén MIMO, kukituna ngaronjatkeun gain jeung isolasi. Hasil ékspérimén sareng simulasi nunjukkeun yén prototipe MIMO anu dimekarkeun tiasa beroperasi dina rentang frekuensi anu lega 3.08–7.75 GHz, ngalangkungan spéktrum 5G di handap 6 GHz. Sajaba ti éta, diusulkeun MS basis anteneu MIMO ngaronjatkeun gain na ku 2,9 dBi, achieving a gain maksimum 8,3 dBi, sarta nyadiakeun isolasi unggulan (> 15,5 dB) antara komponén MIMO, validating kontribusi MS. Salaku tambahan, anteneu MIMO anu diusulkeun gaduh efisiensi rata-rata rata-rata 82% sareng jarak antar-unsur anu rendah 22 mm. Anteneu némbongkeun kinerja diversity MIMO alus teuing kaasup DG pisan tinggi (leuwih 9,98 dB), ECC pisan low (kirang ti 0,004) jeung pola radiasi unidirectional. Hasil pangukuran sarua pisan jeung hasil simulasi. Karakteristik ieu mastikeun yén sistem anteneu MIMO opat port anu dimekarkeun tiasa janten pilihan anu cocog pikeun sistem komunikasi 5G dina rentang frekuensi sub-6 GHz.
Cowin bisa nyadiakeun 400-6000MHz wideband anteneu PCB, sarta rojongan pikeun ngarancang anteneu anyar nurutkeun sarat anjeun, mangga ngahubungan kami tanpa ragu lamun anjeun boga pamundut nanaon.