Hoc opus compactum multi-input multiplex-output (MIMO) metasurfacii (MS) dilatatum antennae sub-6 GHz quintam generationem proponit. Manifesta novitas propositi MIMO systematis est latitudo eius operativae, altae quaestus, parvae alvi intercomponentes, et solitudo excellentium in MIMO componentibus. Antennae macula radiosa oblique truncata, ex parte fundata, et metasurfactiones ad perficiendum antennae emendandum adhibentur. Propositum prototypum unius MS antennae integratum habet minimas dimensiones 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. Simulatio et mensurae eventus demonstrant latitudinem effectus ab 3.11 GHz ad 7.67 GHz, incluso maximo quaestus facti 8 dBi. MIMO quattuor ratio elementi ita ordinatur ut quaelibet antenna orthogonalis inter se sit, servata magnitudine compacta et dilatatione perficiendi ab 3.2 ad 7.6 GHz. MIMO prototypum propositum designatum et fabricatum in Rogers RT5880 substratum est cum detrimento et dimensionibus 1.05 minuituris? 1.05? 0.02?, eiusque effectus aestimatur utens propositus quadratus anulus resonator clausus ordinata cum 10 x 10 anulo scisso. Materia fundamentalis eadem est. Propositum metasurfacii backplanum significanter antennae radiorum dorsi radiorum reducit et agros electromagneticos tractat, per quod bandam, quaestum, et solitudo MIMO componi potest. Comparatus cum antennae MIMO existentibus, propositio 4-portus MIMO antennae magnum lucrum 8.3 dBi consequitur cum media altiore efficientia usque ad 82% in cohorte 5G sub-6 GHz et in bono consensu cum eventibus mensuratis. MIMO autem antenna evoluta ostendit praestantem observantiam in terminis correlativorum involucri coëfficientis (ECC) minoris quam 0.004, diversitas lucri (DG) circa 10 dB (>9.98 dB) et altam solitariam inter MIMO partium (>15.5 dB). indolem. Sic proposita MS-fundata MIMO antenna suam applicabilitatem confirmat ad retiacula communicationis sub-6 GHz 5G.
5G technologia incredibilis progressionis in wireless communicationibus, quae citius ac securiores retia dabunt pro billions de machinis connexis, experientias usuario praebent cum "nulla" latency (latentia minus quam 1 milli secundi), et novas technologias, inter electronicas includunt. Curae medicae, educationis intellectualis. , urbes captiosas, domos callidas, virtuales res (VR), officinas callidi et Vehiculorum interreti (IoV) vitam nostram, societatem et industries1,2,3. Commissio Communicationis Foederalis US (FCC) 5G spectrum in quattuor cohortes frequentiae dividit. Frequentia cohortis infra VI GHz inquisitoribus interest, quia communicationes longae intervallis datas rates5,6 permittit. Imaginis sub-6 GHz 5G destinatio communicationum globalis 5G in Figura 1 ostenditur, significans omnes regiones sub-6 spectrum GHz considerare pro 5G communications 7,8. Antennae 5G retiacula pars momenti sunt et stationem turpiorem requiret et antennas terminales usorum.
Antennae Microstripiae commoda tenuitatis et planae structurae habent, sed in latitudine et quaestu 9,10 limitatae, tantum investigationes factae sunt ut quaestum et latitudinem antennae augeant; Annis metasurfacibus (MS) late usi sunt in antennae technologiae, praesertim ad lucrum emendandum et perput11, 12 attamen hae antennae ad unum portum limitantur; MIMO technologia magna pars communicationum wireless est quia plures antennas eodem tempore uti potest ut notitias transmittat, unde meliores notitias rates, efficientiam spectalem, capacitatem canalem, et fidem 13,14,15. MIMO antennae sunt potentiales candidati ad applicationes 5G, quia notitias per plures vias transmittere et recipere possunt, quin additional potestate 16.17 requirunt. Mutua coniunctio effectus inter MIMO partium pendet a situ elementorum MIMO et antennarum lucro MIMO, quae investigatoribus maior provocatio est. Figurae 18, 19, et 20 MIMO antennas varias monstrant operantes in 5G sub-6 cohorte GHz, omnia demonstrans bonum MIMO solitudo et effectus. Attamen quaestus et operandi latitudo harum rationum propositae sunt humiles.
Metamaterials (MMs) sunt novae materiae quae in natura non sunt et fluctus electromagneticos mutare possunt, eo quod antennas 21,22,23,24 meliores fiunt. MM nunc late in technologia antennarum adhibetur ut exemplar radiophonicum, band, quaestus, solitudo inter antennae elementa et systemata communicationis wireless, de quibus in 25, 26, 27, 28. Anno 2029 quattuor elementa MIMO innixa sunt, tractata sunt. metasurfacii, in qua antennae sectio inter metasurfacium et terram sine hiatu aeris farta est, quae MIMO perficiendi meliorem facit. Hoc autem consilium maiorem molem, inferiorem frequentiam et multiplicem structuram operandi habet. Electromagnetica bandgap (EBG) et fascias tritae inclusae sunt in proposito 2-porti latitudinis MIMO antennae ad meliorandum partium MIMO30 solitudo. Antennae ordinatae bonum MIMO habet diversitatem observantiam et excellentem solitudo inter duas antennas MIMO, sed utens tantum duas MIMO partes, lucrum erit humilis. Praeterea in31 etiam antennae MIMO duplicem portum ultra-latum (UWB) proposuit et eius MIMO effectum pervestigatione metaterialis investigavit. Quamquam haec antennae operationis UWB capax est, quaestus eius humilis est et solitudo inter duas antennas pauper est. Opus in32 proponit systema 2-port MIMO, quo bandgap electromagnetica (EBG) ponderibus utitur ad lucrum augendum. Quamquam antennae ordinatae evolutae magnum lucrum et bonum MIMO diversitatem perficiendi habent, magna eius magnitudo difficultatem efficit ut in proximis generationis machinationibus communicationis difficilis sit applicatio. Antennae latae bandae altera pondero-substructa in 33, ubi pondero integrata sub antennae maiore 22 mm interstitio erat, inferiorem apicem lucra 4.87 dB exhibens. Charta 34 quattuor-portum MIMO antennae pro applicationibus mmWave designat, quae cum tabulata MS integrata est ad solutionem et quaestum systematis MIMO emendandum. Nihilominus haec antenna bonum quaestum et solitudinem praebet, sed latitudinem et pauperem mechanica proprietates ob magnum aeris intervallum limitata habet. Similiter, anno 2015, tres coniugationes, 4-portus metasurfacii formatae MIMO antennae formatae, in mmWave communicationes cum maximo lucro 7.4 dBi evoluta est. B36 MS in posteriori antennae 5G ad augendum antennae lucrum adhibetur, ubi metasurfacit in pondero agit. Nihilominus, structura MS asymmetrica et minus attentio facta est ad structuram cellularum unitatis.
Secundum analysin supra eventus, antennas nullas habent magnum lucrum, optimum solitudo, effectus MIMO et latitudinis coverage. Propterea adhuc opus est metasurfacii MIMO antennae quae amplis spectri 5G frequentiis infra 6 GHz cum magno lucro et solitario tegere potest. Considerans limites litterarum praedictarum, systema dilatatum quattuor elementi MIMO antennae magno cum lucro et excellenti diversitate perficiendi proponitur pro sub-6 systematibus communicationis communicationis GHz. Praeterea MIMO antenna proposita ostendit excellentem solitudo inter MIMO partes, elementum parvum, et efficientiam altam radiorum. Antennae panni obliquus truncatus est et super metasurfacii cum 12mm aeris intervallo posita, quae radiorum retro ab antenna reflectitur et antennae lucro et directivo melioratur. Praeterea una antenna proposita adhibetur ad elementum quattuor MIMO antennae cum superiori MIMO faciendum, ponendo singulas antennas orthogonaliter inter se. MIMO antennae elaboratae tunc integratae erant super 10 10 MS ordinatae cum aeneo backplane ad meliorem emissionem faciendam. Intentio notarum amplis operandi (3.08-7.75 GHz), lucrum altum 8.3 dBi et altae mediocris altioris efficientiae 82%, tum excellentium solitudo maior quam −15.5 dB inter MIMO antennae composita. MIMO antennae elaboratae MS-substructio utens 3D electromagneticorum involucrum programmatum CST Studio 2019 simulatum et per studia experimentalia convalescit.
Haec sectio accuratam introductionem praebet ad architecturam propositae et ad methodum unius antennae designandam. Praeterea eventus simulati et observati singillatim discutiuntur, in iis parametri, lucri, ac totius efficaciae cum metasurfibus ac sine meta. Prototypum antennae in Rogers 5880 iactura substrata dielectrica cum crassitudine 1.575mm cum dielectrica constanti 2.2. Ad consilium evolvere et simulare, involucrum electromagneticum simulator CST studio 2019 adhibitum est.
Figura 2 proposita architecturae et designationis exemplar unius elementi antennae demonstrat. Iuxta aequationes mathematicas bene constitutas 37 , antenna ex macula quadrato radians et aeneo loco plano (de quo in gradu 1 ) lineare pascitur et resonat latitudine angustissima ad 10.8 GHz, ut in Figura 3b. Magnitudo initialis antennae radiatoris ab sequenti mathematico relatione 37 determinatur;
Ubi \(P_{L}\) et \(P_{w}\) sunt longitudo et latitudo panni, c celeritas lucis repraesentat, \(\gamma_{r}\) est dielectrica constans subiecta. . , \(\gamma_{reff}\) significat efficacem valorem dielectricae maculae radiorum, \(\Delta L\) mutat maculam longitudinis. Antennae backplanum optimized est in gradu secundo, impedimentum vero augens non obstante inpedientia inferioris longitudinis 10 dB. In tertio gradu, satietas positio ad dextram movetur, quae bandam impeditam et impedimentum antennae propositae adaptat. In hoc stadio, antenna egregiam bandam 4 GHz operativam demonstrat et spectrum etiam infra 6 GHz in 5G obtegit. Quartus et ultimus scaena implicat etching quadrata striatus in angulis oppositis maculae radiorum. Haec socors signanter dilatat 4.56 latitudo GHz ad operiendum spectrum sub-6 GHz 5G ab 3.11 GHz ad 7.67 GHz, ut in Figura 3b. Ante et in fundo perspectivae sententiae propositi propositi in Figura 3a ostenduntur, et ultimae optimized parametri designati requisiti sunt hoc modo: SL = 40 mm, Pw = 18 mm, PL = 18 mm, gL = 12 mm, fL = XI. mm, fW = 4 .7 mm, c1 = 2 mm, c2 = 9.65 mm, c3 = 1.65 mm.
(a) Top and rear views of the single designated antenna (CST STUDIO SUITE 2019). (b) S curva modulus.
Metasurface est terminus ad periodicum ordinatam cellularum unitatis inter se positarum. Metasurfaces efficax modus est ad emendandos antennas radiorum effectuum, inclusa latitudine, quaestus, et solitudo inter MIMO composita. Ob influxum propagationis undae superficiei, metasurfacit resonationes additas generant quae ad meliorationem antennarum perficiendam conferunt. Hoc opus proponit metamaterialem epsilon-negativam (MM) unitatem operantem in cohorte 5G infra 6 GHz. MM cum area 8mm×8mm superficialis in parvo detrimento evoluta est Rogers 5880 cum dielectrica constanti 2.2 et crassitudine 1.575mm subiecta est. Plenitudo resonator optimized MM consistit in anulo scisso circulari interiori connexo duobus annulis scissilis exterioris mutationis, ut in Figura 4a ostenditur. Figura 4a compendiat ultimam parametri optimized propositi MM setup. Postmodum 40 40 mm et 80 80 mm strata metasurfacii sine aeneo backplano evoluta sunt et cum backplano aeneo utentes 5 5 et 10 10 cellulae respective vestiuntur. Propositum MM structuram per 3D electromagneticam exemplaris programmatis imitatus est "CST suite studio 2019". Prototypum fictum propositi MM structurae ordinatae et mensurae setup (retis dual-port analystoris PNA et portum fluctuans) ostenditur in Figura 4b ad convalidandum eventus simulationis CST ipsam responsionem dividendo. Mensura paroecialis usus est seriei retis agilentis PNA analystoris in compositione cum duobus adaptatoribus coaxialibus (A-INFOMW, numeri partis: 187WCAS) ad signa mittere et recipere. Prototypum 5×5 ordinatum positum est inter duos adaptores coaxiales coaxiales connexos fune coaxiali ad retis analysris portum duos (Agilent PNA N5227A). Ornamentum calibrationis agilentis N4694-6001 adhibetur ad calibrare retis analyser in gubernatore planta. Simulata et CST observata parametri propositi prototypi MM discursum ordinata monstrantur in Figura 5a. Videri potest structuram MM propositam resonare in 5G frequentia infra 6 GHz. Quamvis parva differentia in bandae 10 dB, eventus simulati et experimenti simillimi sunt. Resonantia frequentia, latitudo et amplitudo resonantiae observatae a simulatis paulo diversae sunt, ut in Figura 5a patet. Hae differentiae inter eventus observatos et simulatos debentur imperfectionibus fabricandis, parvae alvi prototypo inter portuum undarum et, coniunctio effectus inter portuum fluctum et partes ordinatas, et tolerantias mensurae. Praeterea, collocatio propria progressionis prototypi inter portuum fluctuantium in experimentali setup provenire potest in trabea resonantia. Praeterea strepitus inutiles in periodo calibrationis observatus est, qui discrepantias inter eventus numerales et mensuras ducebat. Nihilominus, praeter has difficultates, propositum MM prototypum ordinata bene obvenit ob validam comparationem inter simulationem et experimentum, eamque bene aptam ad sub-6 GHz 5G applicationes communicationis wireless reddens.
(a) Geometria cellulae Unitae (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) Photo of the MM mensurae.
a) Simulatio et verificationis discurrentium curvarum parametri prototypi metametrii. b) Dielectrica linea constantis cellae unitatis MM.
Parametri efficaces pertinentes ut dielectricae assiduae, permeabilitatis magneticae, et index refractivus adhibitis constructis-in technicis technicis electromagnetici simulatoris CST post-processus, ad ulteriores cellulas unitatis MM mores analysei sunt. Parametri MM efficax obtinentur ex parametris dispersis methodo refectionis robustae utentis. Sequentia transmissionis et reflexionis aequationes coefficientes: (3) et (4) adhiberi possunt ad indicem et impedimentum refractivum determinare (cf. 40).
Partes reales et imaginariae operantis repraesentantur (.)' et (.)" respective, ac valor integer m respondet reali indice refractivo. Dielectricae constantes et permeabilitatis determinantur formulas \(\varepsilon { } = { }n/z,\) et \(\mu = nz), quae in impedimento et indice refractivo nituntur, respective. Efficax dielectric curva structura MM constantem in Figura 5b ostenditur. In frequentia resonante, assidua dielectric effectiva negativa est. Figurae 6a,b valores extractos monstrant effectivi permeabilitatis (μ) et indicem refractivum efficacem (n) propositionis cellam unitatis. Egregie permeabilities extractae valores reales positivos prope nullas exhibent, quae epsilon-negativam (ENG) proprietates structurae MM propositae confirmat. Praeterea, ut in Figura 6a ostensum est, resonantia permeabilitatis prope nulla est valde ad resonantium frequentiam refertur. Cellula unitas elaborata habet indicem refractivum negativum (Fig. 6b), quo significat propositum MM adhiberi posse ad antennas perficiendas 21,41.
Prototypum enucleatum unius antennae fasciae antennae fabricatum est ad experimentum propositum consilium probandum. Figurae 7a,b imagines prototypi propositae singulae antennae, eius partes structurales et prope campi mensurae setup (SATIMO). Ad perficiendum antennae meliores, metasurfacii evolutae in stratis sub antenna ponitur, ut in Figura 8a ostenditur, altitudine h. Metasurfacii duplex metasuralis duplicata 40mm x 40mm posteriori unius antennae in 12mm intervallis applicata est. Praeterea metasurfa cum backplano ponitur in latere posteriori antennae unius ad spatium 12 mm. Post metasurfactionem applicata, una antenna significantem emendationem in effectu ostendit, ut in figuris 1 et 2. figurae 8 et 9. figura 8b demonstrat simulatas et mensuratas machinas unius antennae extrinsecus et cum metasur. Notatu dignum est quod coverage fascia antennae cum metasurfacii simillima est cum chirographo coverage antennae sine metasurface. Figurae 9a,b comparationem simulatae et observatae unius lucri antennae et altiore efficientiae sine et cum MS in spectro operante ostendunt. Videri potest quod, antennae metasurfacii non-comparatus, lucrum metasurfacii antennae signanter emendatur, crescens ab 5.15 dBi ad 8 dBi. Quaestus metasurfacii unius iacuit, metasurfacii dualis iacuit, et una antenna cum metasurfactionis backplani aucta per 6 dBi, 6.9 dBi, 8 dBi, respective. Comparatus cum aliis metasurculis (singulis iacuit et duplex MCs iacuit), quaestum unius metasurfacii antennae cum backplano aeneo usque ad 8 dBi est. Hoc in casu, metasurfacit ut pondero agit, antennae dorsum radiorum reducens et undarum electromagneticorum in- periodum tractans, antennae radiorum efficientiam augens et inde lucrum. Studium totius efficacitatis antennae unius extra et cum metasuribus in Figura 9b ostenditur. Notatu dignum est, antennae cum metasurfa eadem fere efficientia. In inferioribus frequentia range, antennae efficientia leviter decrescit. Experimentum et simulatum lucrum et efficacia curvae sunt in bono consensu. Sed leves differentiae sunt inter eventus simulatos et probatos propter defectus fabricandos, tolerantias mensuras, SMA portum nexum damnum, ac filum damnum. Praeterea antenna et MS reflector inter nylon spacers collocantur, quae alia quaestio est quae observatos eventus ad simulationis eventus comparandos afficit.
Figura (a) ostendit antennas simplices completas et eius partes coniunctas. (b) Prope-agrum mensuratio (SATIMO).
(a) Antennae excitatio per metasurfactionem ponderum (CST STUDIO SUITE 2019). (b) Reflexiones simulatae et experimentales unius antennae extra et cum MS.
Simulatio et mensurae eventus (a) lucri consecuti et (b) altiore efficientia metasurfacii propositae antennae effectus.
Deam analysi exemplaris utens MS. Mensurae unius antennae prope campum in SATIMO Prope-Field Environmentalis Experimentalis in UKM SATIMO Prope-Field Systems Laboratorium exercebantur. Figurae 10a, b imitatae et observatae E-planum et H-planum exemplaria in 5.5 GHz exempla ostendunt pro una antenna proposita cum et sine MS. Una antennae evoluta (sine MS) exemplar radiorum bidirectionis constantem cum lobo laterali praebet. Post propositis ponderi MS applicandis, antenna exemplar radialem unidirectionalem praebet ac reducit ambitum loborum posteriorum, ut in figuris 10a, b. Notatu dignum est exemplar unius antennae radialem propositam esse firmiorem et unidirectionem cum lobis posterioribus et infimis, cum metasurfacit cum aeneo backplano utens. Propositum MM ponderor ordinatae lobos antennae posteriora et latera minuit, dum meliorando radiorum effectus dirigendo currentem in directiones unidirectionales (fig. 10a, b), lucrum et directivum auget. Observatum est exemplar radialem experimentalem paene comparabilem cum simulationibus CST, sed parum variatum propter misalignationem variarum partium congregatarum, tolerantiae mensurae et damna cabling. Praeterea nylon inter antennae et MS reflector inserta est, quae est alia quaestio circa eventus observatos comparati numerorum eventuum.
Exemplar radians antennae unius evolutae (sine MS et cum MS) in frequentia 5.5 GHz simulata et probata fuit.
Antennae Geometriae propositae MIMO ostenditur in Figura 11 et quattuor antennas singulas includit. Quattuor partes MIMO antennae orthogonaliter inter se ordinatae substrata dimensionibus 80 × 80 1.575 mm, ut in Figura 11. Designata MIMO antennae habet inter elementum distantiam 22 mm, quae minor est. antennae inter elementum proxime correspondentes. MIMO antennae developed. Preterea pars plani terre eodem modo una antenna sita est. Reflexio valorum antennarum MIMO (S11, S22, S33, S44) in Figura 12a exhibitae eosdem mores ac unum elementum antennae in 3.2-7.6 GHz band resonantium exhibent. Impedimentum igitur antennae MIMO prorsus eadem est ac antennae unius. Copulatio coniunctio inter partes MIMO est praecipua ratio ob parvae longitudinis antennae amissionem MIMO. Figura 12b ostendit effectum connexionis in MIMO componentibus, ubi optimalis solitudo inter MIMO constituta erat. Solitudo inter antennas 1 et 2 infima est circiter —3,6 dB, et solitudo inter antennas 1 et 4 est altissima circiter —30.4 dB. MIMO antenna haec propter parvitatem et latitudinem longitudinis quaestum inferiorem et throughput inferiorem habet. Nulla est humilis, aucta subsidia ac velit requiruntur;
MIMO antennae propositum machinamentum (a) summa sententia et (b) planum terram. (CST Studio Suite 2019).
Geometrica dispositio et excitatio methodi metasurfacii MIMO antennae propositae in Figura 13a monstrantur. Matrix 10x10mm cum dimensionibus 80x80x1.575mm designatur lateri posteriori antennae 12mm alti MIMO, ut ostenditur in Figura 13a. Accedit metasurfacium cum aeneis backplanis adhibitis in MIMO antennae ad operas suas emendandas. Distantia inter metasurfaciem et antennas MIMO criticum est ad magnum quaestum consequendum, cum permittit impedimentum constructivum inter fluctus ab antenna genitis et ex metasurfacibus reflexis. Exemplar extensum fiebat ad optimize altitudinem inter antennae et metasurfacium, servato quadrante unda signa maximi quaestus et solitudo inter elementa MIMO. Notae emendationes in MIMO antennae effectae per metasurationes cum backplanis adhibitis cum metasuribus sine backplanis comparatis in capitibus subsequentibus demonstrabuntur.
(a) CST simulatio proposita MIMO antennae utens MS (CST STUDIO SUITE 2019), (b) Reflexio curvarum systematis explicatae MIMO sine MS et cum MS.
Meditationes MIMO antennarum cum et sine metasurationibus in Figura 13b ostenduntur, ubi S11 et S44 exhibentur ob mores fere identicos omnium antennarum in systemate MIMO. Notatu dignum est quod antennae MIMO antennae -10 dB inpedimentum latitudo cum una metasurfa fere eadem est. E contra, impedimentum bandae propositae MIMO antennae emendatur per dual-circulum MS et backplane MS. Notatu dignum est quod sine MS, antenna MIMO praebet bandam fractionis 81.5% (3.2-7.6 GHz) respectu centri frequentiae. Integratio MS cum backplano auget impedimentum propositae MIMO antennae ad 86.3% (3.08-7.75 GHz). Quamvis duplex iacuit MS perput augetur, emendatio minor est quam MS cum backplano aeneo. Praeterea duplicata MC antennae magnitudinem auget, sumptus auget, extensionem terminat. Designatae MIMO antennae et metasurfacii pondero ficta sunt et verificantur ad eventus simulationes convalidandum et effectus actuales aestimandos. Figura 14a ostendit tabulatum MS fabricatum et antenna MIMO cum variis componentibus conglobatis, dum 14b figuram photographicam systematis MIMO evolutae ostendit. MIMO antenna super metasurfacii quatuor nylon spacers annectitur, ut in Figura 14b ostenditur. Figura 15a ostendit snapshots propinquitatis campi experimentalem setup systematis MIMO antennae evolutae. A PNA retis analysor (Agilent Technologies PNA N5227A) parametris dispergendis aestimandis adhibita est et notas aestimare et notare prope campum emissionem notarum in UKM SATIMO Prope-Field Systems Laboratorium.
(a) Imagines Satimo prope campi mensuras (b) antennae S11 MIMO antennae simulatae et experimentales curvarum cum et sine MS.
Haec sectio praebet studium comparativum simulatae et observatae S parametri propositae 5G MIMO antennae. Figura 15b experimentalis argumenti reflexionis integrati 4-elementi MIMO MS antennae ostendit et eam cum CST eventuum simulatione comparat. Reflexiones experimentales inventae sunt eaedem cum calculis CST, sed paulo diversae sunt propter vitia fabricandis et tolerantias experimentales. Praeterea observata reflexio propositi MS fundati MIMO prototypum obtegit spectrum 5G infra 6 GHz cum impedimento 4.8 GHz, quod significat 5G applicationes fieri posse. Tamen mensurata sonorum frequentia, latitudo et amplitudo paulum differunt a simulatione CST consequitur. Defectus vestibulum, coax-ad-SMA damna copulationis, et setups mensurae velit facere possunt differentias inter eventus mensuratos et simulatos. Sed, non obstante his defectibus, propositum MIMO bene facit, firmam conventionem inter simulationes et mensuras comparans, eamque aptam ad applicationes wireless 5G sub-6 GHz 5G faciens.
Simulata et observata MIMO antennae compendium curvae in figuris 2 et 2. Ostenduntur, ut in Figuris 16a, b et 17a, b, mutua MIMO partium commercio ostenditur. Cum metasurfactiones MIMO antennae applicantur, solitudo inter MIMO antennas signanter emendatur. Solitudo machinae inter antennas adjacentes elementa S12, S14, S23 et S34 similes curvas ostendunt, antennas S13 et S42 diametros MIMO similiter altam propter maiorem distantiam inter eas ostendunt. Characteres transmissionis simulatae antennae adjacentium in Figura 16a ostenduntur. Notatu dignum est in spectro 5G operante infra 6 GHz, minimum antennae MIMO solitudo sine metasurfactione -13.6 dB, et pro metasurali cum backplano – 15.5 dB. Quaestus argumenti (Figura 16a) ostendit metasurfacii cinematographici significanter meliorem esse solitariam inter elementa MIMO antenna comparata ad metasurfactiones simplices et duplex iacuit. De elementis antennae adjacentibus, metasurificationes simplices et duplices metasurarum distantiam minimam praebent circa —13.68 dB et -14.78 dB, et metasurfacii aeris backplani praebet circiter -15.5 dB.
Solotatio simulata curvarum MIMO elementorum sine tabulato MS et cum tabulato MS: (a) S12, S14, S34 et S32 et (b) S13 et S24.
Lucrum experimentale curvarum MIMO antennarum propositarum MS fundatum extrinsecus et cum: (a) S12, S14, S34 et S32 et (b) S13 et S24.
Antennae diametri MIMO machinas ante et post adiectionem MS in schemate monstrantur in Figura 16b. Notatu dignum est, minimam distantiam inter antennas diagonales sine metasurfa (antennas 1 et 3) esse – 15.6 dB per spectrum operantem, et metasurfacium cum backplano esse – 18 dB. Metasurfacii accessus significanter redigit coniunctiones effectus inter antennas diametri MIMO. Maxima velitatio metasurfacii unius iacuit -37 dB, dum pro metasurfactione duplex valor hic guttae ad -47 dB. Maxima solitudo metasurfacii cum backplano aeneo est −36.2 dB, quae cum range frequentia magis decrescit. Cum metasurificationibus metasuribus cum backplano solitario et duplicato comparati, solitarii superiores per totam extensionem frequentiae operativae requiruntur, praesertim in 5G infra 6 GHz, ut in figuris 16a, b. In maxime populari et late 5G band infra 6 GHz (III.5 GHz), metasurationes singulares et duplices metasurores seiunctiones inferiores habent inter partes MIMO, quam metasurationes cum backplanis aeneis (vide Schema 16a), b). Lucrum mensurarum monstrantur in figuris 17a, b, exhibens antennas solitas (S12, S14, S34 et S32) et antennas diagonales (S24 et S13), respective. Solitudo experimentalis inter partes MIMO consentit bene cum solitudo simulata. Quamvis minores differentiae sint inter valores simulatos et mensuratos CST ob defectus fabricandos, SMA portum nexus et damna filum. Praeterea antenna et MS reflector inter nylon spacers collocantur, quae alia quaestio est quae observatos eventus ad simulationis eventus comparandos afficit.
studuit superficialis distributio currentis ad 5.5 GHz munus metasurarum rationalizare in reducendo mutuam coniunctionem per fluctum superficiei suppressionem42. Superficies currentis distributio antennae MIMO propositae in Figura 18, ubi antenna 1 depellitur, reliqua antennae cum 50 ohm onere terminantur. Cum antenna 1 agitatur, notabilis concursus mutuae iuncturae apparebit in antennae adiacentibus 5.5 GHz in absentia metasurfacii, ut in Figura 18a ostensum est. contra, per metasurarum usum, ut in Fig. 18b-d ostensum est, solitudo inter antennas adjacentes emendatur. Animadvertendum est effectum mutuae coniunctionis agrorum proximorum minui posse per propagationem coagmentationis ad annulos adjacentium cellularum unitas et MS unitas cellularum vicinarum secundum partem MS strati in antiparallelis directionibus. Vena injecta ab antennas ad unitates MS distributas est methodus key ad segregationem inter componentes MIMO emendandi. Quam ob rem, coniunctio venae inter partes MIMO valde imminutae sunt, et solitudo etiam valde melior est. Quia copulatio campi in elemento late distribuitur, metasurfacii aenei metasurfacii MIMO antennae conventus plus quam singulariter metasurfactiones duplices et duplices metasuras separat (Figura 18d). Antennae autem MIMO evolutae backpropagationem et partem propagationis nimis infimae habet, exemplum radiorum unidirectionale producens, quo lucra MIMO antennae propositae augentur.
Superficies currentis exemplarium MIMO antennarum propositarum in 5.5 GHz (a) sine MC, (b) unius iacuit MC, (c) duplex iacuit MC, et (d) iacuit MC cum aeneo. (CST Studio Suite 2019).
Intra frequentiam operativam, Figura 19a ostendit simulata et observata lucra MIMO antennae extrinsecus et cum metasursibus designatorum. Quaestum simulatum antennae MIMO sine metasurfa consecuta est 5.4 dBi, ut in Figura 19a ostensum est. Ob mutuam copulationem effectuum inter partes MIMO, proposita MIMO antenna actu 0,25 dBi altiorem quaestum attingit quam antenna una. Additio metasuralium significant lucra et solitudo inter partes MIMO praebere potest. Ita propositio metasurfacii MIMO antennae altam consequi potest assecutum quaestum usque ad 8.3 dBi. Ut patet in Figura 19a, cum una metasurfa in dorso MIMO antennae adhibetur, lucrum augetur per 1.4 dBi. Duplicata metasurfa, lucrum augetur per 2.1 dBi, ut in Figura 19a. Attamen quaestus maximus expectatus 8.3 dBi efficitur, cum metasurfacei cum aeneo utens. Egregie, maximum quaestum consecutus in metasurfacibus simplicibus et duplicatis est 6.8 dBi et 7.5 dBi, respective, dum maximum quaestum consecutus est metasurfacii fundi iacuit 8.3 dBi. Iacuit metasurfacii in parte postica antennae sicut pondero agit, radiorum reflectens ab tergo antennae latus, et ante-ad-retro melior (F/B) proportio antennae MIMO designati. Praeterea summus impedimentum MS pondero electromagneticos fluctus in- periodum manipulat, addito resonantia et meliori radiorum observantia proposita MIMO antennae creans. MS pondero inauguratus post MIMO antenna signanter augere potest lucrum consecutum, quod experimentis eventibus confirmatum est. Prototypi MIMO antennae observatae et simulatae lucra fere eaedem sunt, tamen in frequentiis aliquot mensuratis quaestus simulato quaestu altior est, praesertim MIMO sine MS; Hae variationes in lucro experimentali debentur ad mensurationem tolerantiae pads nylon, funerum damnorum et in antennae systematis conjunctione. Vertex MIMO antennae sine metasurfactionis quaestus mensuratus est 5.8 dBi, metasurfacii autem cum aeneo backplani est 8.5 dBi. Notatu dignum est quod proposita systema MIMO antennae completum 4-portum cum pondero MS exhibeat magnum lucrum sub condicionibus experimentalibus et numeralibus.
Simulatio et eventus experimentalis (a) quaestus consecuti et (b) altiore MIMO antennae propositae cum effectu metasurfacit.
Figura 19b altiorem proposita MIMO systematis observantiam ostendit extrinsecus et cum ponderibus metasurfactionis. In Figura 19b, infima efficientia utens MS cum backplano super 73% (usque ad 84%). Altiore MIMO antennarum effectarum efficientia sine MC et cum MC fere eadem est cum differentiis minoribus comparatis valoribus simulatis. Rationes huius sunt mensurae tolerantiae et usus spacers inter antennae et MS pondero. Mensurati quaestum consecuti et altiore efficientiae per totam frequentiam paene similes simulationi eventus sunt, significans MIMO prototypum propositum tam exspectari et commendatum MS MIMO antennae secundum 5G communicationibus congruentem esse. Ob errores in studiis experimentalibus, differentiae sunt inter altiores eventus experimentorum laboratorium et simulationum eventus. Prototypum exsecutio afficitur impedimento mismatch inter antennae et SMA connectoris, fune coaxial splice damna, effectus solidandi, et propinquitas variarum electronicarum machinarum ad experimentalem paroecialem.
Figura 20 describit consilium et optimizationem profectum antennae dictae in forma trunci schematis. Hoc impedimentum diagramma praebet gradatim descriptionem principiorum MIMO antennarum propositarum, necnon parametri, qui partes clavis agunt in antenna optimizing ad consequendam summam quaestum quaesitum et altam solitudinem per multam frequentiam operantem.
Mensurae prope MIMO antennae mensuratae sunt in SATIMO Prope-Field Environment Experimentalis in UKM SATIMO Prope-Field Systems Laboratorium. Figurae 21a,b depingunt simulata et observata E-planum et H-planum exemplaria antennae MIMO petitarum cum et sine MS in frequentia operante 5.5 GHz. In frequentia operativa extensionis 5.5 GHz, antenna MIMO non-MS evoluta, exemplar radiorum bidirectionis constantem cum lobo laterali praebet. Post ponderi MS applicando, antenna exemplar unidirectionalem radiorum praebet et ad loborum dorsi partem reducit, ut in figuris 21a, b. Notatu dignum est, metasurfactione adhibita cum aeneo relato, antennae MIMO exemplar propositum firmius et unidirectionale quam sine MS, lobis posterioribus et infimis lobis lateralibus. Propositum MM ponderor ordinatus redigit antennae lobos posteriorum et latus et etiam mores radiorum meliores dirigens currentem in directum unidirectionalem (fig. 21 a, b), lucrum et directivum augens. Exemplar radiorum mensuratum pro 1 portu 1 cum onere 50 ohm reliquis portibus connexum adeptus est. Observatum est exemplar radialem experimentalem paene idem fuisse cum illo CST simulatum, quamvis nonnullae deviationes essent ob misalignment, reflexiones e portubus terminalibus, et detrimenta in nexus funerum. Accedit, nylon inter antennae et MS ponderor insertum, quae alia quaestio est circa effectus observatos effectus praedictos comparati.
Exemplum antennae MIMO evolutae (sine MS et cum MS) in frequentia 5.5 GHz simulata et probata fuit.
Gravis est notare solitudinem portumque eius adiuncti notas essentiales esse cum MIMO rationum agendis aestimandis. Diversitas observantia systematis MIMO propositi, incluso involucro correlatio coefficientis (ECC) et diversitatis quaestus (DG), exploratur ad illustrandam robustam systematis MIMO antennae designati. ECC et DG antennae MIMO aestimare possunt ad suum effectum perpendendum prout sunt magni momenti aspectus agendi ratio MIMO. Sequentes sectiones has notas MIMO antennae propositae explicabunt.
Involucrum Correlation Coefficientis (ECC). Cum MIMO systema quaevis considerando, ECC gradum determinat ad quem elementa constituentia inter se referunt ad proprias proprietates eorum. Ita, ECC gradum solitarii canalis demonstrat in network communicationis wireless. ECC (coefficiente involucro correlatio) systematis MIMO evolutae determinari potest secundum S parametris et longe emissione campi. ab Eq. (7) et (8) ECC propositae MIMO antennae 31 determinari potest.
Reflexio coefficientis per Sii et Sij repraesentatur coefficiens transmissio. Antennarum j-th et i-th exemplaria tres radiorum dimensionales dantur a vocibus \(\vec{R}_{j} \left({\theta , \varphi } \right)\) et \( \vec{R_{i }}} Angulus solidus repraesentatus per \reliquit({\theta ,\varphi } \right)\ et \({\Omega }\). Curva ECC antennae propositae in Figura 22a ostenditur, eiusque valor minor est quam 0.004, quae bene infra valorem acceptum 0.5 pro wireless systematis est. Ergo reductus ECC valor significat propositum 4-port MIMO ratio diversitatis superiorum praebet.
Diversitas Lucrum (DG) DG est alia MIMO ratio agendi metrica quae describit quomodo ratio diversitatis potentiam radiatam afficiat. Relatio (9) antennae systematis MIMO antennae DG determinat, de quo in XXXI.
Figura 22b demonstrat DG schematis systematis MIMO propositi, ubi valor DG est proximus 10 dB. Valores DG omnium antennarum systematis MIMO designati excedunt 9.98 dB.
Tabula 1 proposita metasurfacii MIMO antennae propositae cum similibus MIMO systematibus nuper elaboratis. Comparatio rationem habet parametri varias effectus, inter latitudinem, lucrum, maximum solitudo, altiore efficientia, et diversitas effectus. Investigatores varias MIMO antennae prototypa exhibuerunt cum quaestu et solitudo amplificationis artificiorum 5, 44, 45, 46, 47. Praeparata cum operibus ante editis, proposita ratio MIMO cum ponderibus metasurfacii metasurfacit eas in terminis, quaestus, solitudo efficit. Accedit, quod ad similes antennas referuntur, ratio explicata MIMO differentiam observantiam superiorem et altiorem efficientiam in minori magnitudine exhibet. Etsi antennae in sectione 5.46 descriptae habent altiorem solitudinem quam antennae nostrae propositae, hae antennae magna magnitudine, quaestum humilem, latitudinem angustam et pauperem MIMO effectionem patiuntur. 4-portus MIMO antennae in 45 propositae quaestum et efficientiam altam exhibet, sed eius consilium solitarium humilem, amplitudinem magnam, et pauperem diversitatem effectus habet. E contra, parvitas antennae systematis in 47 proposita est valde humilis quaestus et operandi latitudo, dum propositum MS 4-portum MIMO innititur, ratio parvam magnitudinem, altam quaestum, altam solitudo et melior effectus MIMO ostendit. Ita proposita metasurfacii MIMO antenna maior fieri potest contendens systematum communicationis sub-6 GHz 5G.
Quadruplex metasurfacii pondero-portus subnixus antennae dilatatae MIMO cum magno quaestu et solitudo proponitur ad applicationes 5G infra 6 GHz sustentandas. Linea microstrip pascit sectionem quadratam radians, quae in angulis diametri quadrato abscinditur. Propositae MS et antennae emittentes substratae materiae similes Rogers RT5880 effectae sunt ad perficiendum in summa celeritate 5G systemata communicationis. MIMO antennae lineamenta late patentes et altae quaestus sunt, et sonum solitudo inter partes MIMO et efficaciam excellentem praebet. Unius antennae explicata minimas dimensiones habet 0.58?0.58?0.02? cum 5×5 metasurfactionis ordinata, latitudinem 4.56 GHz bandam operantem praebet, 8 dBi apicem lucri et efficientiam superiorem mensurantis. MIMO antennae propositae quattuor portuum (2 2 ordinatae) designantur orthogonaliter aligning singulae antennae una cum antennae una cum dimensionibus 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ. Commendatur ut 10×10 MM ordinata sub a 12mm alta MIMO antenna conveniat, quae potest reducere radiophonicum et mutuam coniunctionem inter partes MIMO reducere, quaestum et solitudinem augere. Proventus experimentalis et simulatio ostendunt exemplar enucleatum MIMO in amplitudine frequenti 3.08-7.75 GHz operari posse, spectrum 5G infra 6 GHz obtegens. Praeterea proposita MS-fundata MIMO antenna in 2.9 dBi quaestum suum meliorat, maximum lucrum 8.3 dBi obtinet, et inter MIMO partes (>15.5 dB) excellentem solitudo praebet, validating the contribution of MS. Praeterea MIMO antenna proposita altam mediocris altiore efficientiam 82% habet et humilem inter elementum intervallum 22 mm. Antennae excellentem MIMO exhibet diversitatem observantiarum inter altissimas DG (supra 9.98 dB), ECC infimas (minus quam 0.004) et exemplar radialem unidirectionalem. Mensuratio eventus simulationi eventus simillimus est. Hae notae confirmant antennae systematis MIMO quattuor-portum progressum viabilem electionem esse posse pro 5G systemata communicationis in sub-6 GHz frequentiae range.
Cowin potest 400-6000MHz antennae latae bandae PCB praebere, et adiuva ut antennas novas secundum exigentiam tuam designet, pete sine haesitatione, si quid habes, pete.
Post tempus: Oct-10-2024