د 5G فرعي 6 GHz مخابراتي سیسټمونو لپاره د پراخه بینډ PCB انتنونو لاسته راوړلو او جلا کولو لپاره د میټاسرفیس کارول

دا کار د فرعي 6 GHz پنځم نسل (5G) بې سیم مخابراتي سیسټمونو لپاره د کمپیک انټریټ شوي ملټي ان پټ ملټي-آؤټپټ (MIMO) میټاسرفیس (MS) پراخه بانډ انتن وړاندیز کوي. د وړاندیز شوي MIMO سیسټم ښکاره نوښت د دې پراخه عملیاتي بینډ ویت، لوړ لاسته راوړنه، د MIMO اجزاوو کې د وړو برخو پاکولو، او غوره جلا کول دي. د انتن د وړانګو ځای په تریخ ډول ټوټه شوی، په جزوی توګه ځمکنی شوی، او میټاسرفیسونه د انتن فعالیت ښه کولو لپاره کارول کیږي. وړاندیز شوی پروټوټایپ مدغم واحد MS انتن د 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ کوچني ابعاد لري. د سمولو او اندازه کولو پایلې له 3.11 GHz څخه تر 7.67 GHz پورې پراخه بینډ فعالیت ښیې، په شمول د 8 dBi تر ټولو لوړه لاسته راوړنه. د څلور عناصرو MIMO سیسټم داسې ډیزاین شوی چې هر انتن یو بل ته اورتوګونل وي پداسې حال کې چې د کمپیکٹ اندازه او پراخه بینډ فعالیت له 3.2 څخه تر 7.6 GHz پورې ساتي. وړاندیز شوی MIMO پروټوټایپ په راجرز RT5880 سبسټریټ کې ډیزاین او جوړ شوی چې د ټیټ زیان او 1.05 کوچني ابعاد سره؟ ۱.۰۵؟ 0.02؟، او د دې فعالیت د 10 x 10 سپلیټ حلقې سره د وړاندیز شوي مربع تړل شوي حلقوي ریزونټر سرې په کارولو سره ارزول کیږي. اساسي مواد ورته دي. وړاندیز شوی بیک پلین میټاسرفیس د پام وړ د انټینا شاته وړانګې کموي او بریښنایی مقناطیسي ساحې یې تنظیموي ، په دې توګه د MIMO اجزاو بینډ ویت ، لاسته راوړنې او جلا کول ښه کوي. د موجوده MIMO انتنونو سره پرتله کول، وړاندیز شوی 4-پورټ MIMO انتن د 8.3 dBi لوړه لاسته راوړنه د 5G فرعي 6 GHz بینډ کې تر 82٪ پورې اوسط موثریت سره ترلاسه کوي او د اندازه شوي پایلو سره په ښه موافقت کې دی. برسېره پردې، پرمختللی MIMO انتن د 0.004 څخه کم د لفافې ارتباط ضمیمه (ECC) شرایطو کې خورا ښه فعالیت نندارې ته وړاندې کوي، د تنوع لاسته راوړنه (DG) شاوخوا 10 dB (> 9.98 dB) او د MIMO اجزاوو (> 15.5 dB) ترمنځ لوړ انزوا. ځانګړتیاوې په دې توګه، وړاندیز شوی MS-based MIMO انتن د فرعي 6 GHz 5G مخابراتي شبکو لپاره د تطبیق وړتیا تاییدوي.
د 5G ټیکنالوژي د بېسیم مخابراتو کې یو نه هیریدونکی پرمختګ دی چې د ملیاردونو وصل شوي وسیلو لپاره ګړندۍ او ډیر خوندي شبکې فعالوي ، د "صفر" ځنډ سره د کارونکي تجربې چمتو کوي (له 1 ملی ثانیې څخه لږ ځنډ) ، او نوي ټیکنالوژي معرفي کوي ، پشمول د بریښنایی توکو. طبي پاملرنه، فکري زده کړه. سمارټ ښارونه، سمارټ کورونه، مجازی واقعیت (VR)، سمارټ فابریکې او د موټرو انټرنیټ (IoV) زموږ ژوند، ټولنه او صنعتونه 1,2,3 بدلوي. د متحده ایالاتو فدرالي مخابراتو کمیسیون (FCC) د 5G سپیکٹرم په څلورو فریکونسۍ بانډونو ویشي. د 6 GHz لاندې فریکونسۍ بانډ د څیړونکو لپاره د علاقې وړ دی ځکه چې دا د 5,6 لوړ ډیټا نرخونو سره د اوږد واټن مخابراتو ته اجازه ورکوي. د نړیوال 5G مخابراتو لپاره د فرعي 6 GHz 5G سپیکٹرم تخصیص په 1 شکل کې ښودل شوی ، دا په ګوته کوي چې ټول هیوادونه د 5G مخابراتو لپاره فرعي 6 GHz سپیکٹرم په پام کې نیسي 7,8. انتنونه د 5G شبکو یوه مهمه برخه ده او ډیر بیس سټیشن او د کارونکي ټرمینل انتنونو ته اړتیا لري.
د مایکروسټریپ پیچ انتنونه د پتلی او فلیټ جوړښت ګټې لري ، مګر په بینډ ویت او ګین 9,10 کې محدود دي ، د انتن د لاسته راوړنې او بینډ ویت لوړولو لپاره ډیرې څیړنې ترسره شوي؛ په وروستیو کلونو کې، میټاسرفیسونه (MS) په پراخه کچه د انتن ټیکنالوژیو کې کارول شوي، په ځانګړې توګه د ګټې او 11,12 له لارې ښه کولو لپاره، په هرصورت، دا انتنونه په یو واحد بندر پورې محدود دي؛ د MIMO ټیکنالوژي د بې سیم مخابراتو یو مهم اړخ دی ځکه چې دا کولی شي د ډیټا لیږدولو لپاره په ورته وخت کې ډیری انتنونه وکاروي ، پدې توګه د ډیټا نرخونه ، سپیکٹرل موثریت ، د چینل ظرفیت ، او اعتبار 13,14,15 ښه کوي. MIMO انتنونه د 5G غوښتنلیکونو لپاره احتمالي نوماندان دي ځکه چې دوی کولی شي په ډیرو چینلونو کې ډیټا لیږد او ترلاسه کړي پرته لدې چې اضافي بریښنا ته اړتیا ولري 16,17. د MIMO اجزاوو ترمنځ د متقابل جوړونې اغیز د MIMO عناصرو موقعیت او د MIMO انتن لاسته راوړلو پورې اړه لري، کوم چې د څیړونکو لپاره یوه لویه ننګونه ده. ارقام 18، 19، او 20 مختلف MIMO انتنونه ښیي چې په 5G فرعي 6 GHz بانډ کې فعالیت کوي، ټول د MIMO ښه جلا کول او فعالیت څرګندوي. په هرصورت، د دې وړاندیز شوي سیسټمونو لاسته راوړنې او عملیاتي بینډ ویت ټیټ دی.
Metamaterials (MMs) نوي مواد دي چې په طبیعت کې شتون نلري او کولی شي بریښنایی مقناطیسي څپې سمبال کړي، په دې توګه د انتن 21,22,23,24 فعالیت ښه کوي. MM اوس په پراخه کچه د انتن ټیکنالوژۍ کې کارول کیږي ترڅو د انتن عناصرو او بې سیم مخابراتي سیسټمونو تر مینځ د وړانګو نمونې ، بډ ویت ، لاسته راوړنې او انزوا ته وده ورکړي ، لکه څنګه چې په 25, 26, 27, 28 کې بحث شوی. په 2029 کې د څلورو عنصرونو MIMO سیسټم پراساس میټاسرفیس، په کوم کې چې د انتن برخه د میټاسرفیس او ځمکې تر مینځ پرته له هوایی تشې پرته سینڈوچ شوې ، کوم چې د MIMO فعالیت ښه کوي. په هرصورت، دا ډیزاین لوی اندازه، ټیټ عملیاتي فریکونسۍ او پیچلي جوړښت لري. د MIMO30 اجزاو جلا کولو ته وده ورکولو لپاره په وړاندیز شوي 2-پورټ وایډ بانډ MIMO انتن کې یو بریښنایی مقناطیسي بانډګاپ (EBG) او ځمکني لوپ شامل دي. ډیزاین شوی انتن د MIMO تنوع ښه فعالیت او د دوه MIMO انتنونو ترمینځ عالي انزوا لري ، مګر یوازې د MIMO دوه اجزاو په کارولو سره ، لاسته راوړنه به ټیټه وي. سربیره پردې ، in31 د الټرا وایډ بانډ (UWB) دوه ګونی پورټ MIMO انټینا وړاندیز هم وکړ او د میټامیټریلونو په کارولو سره یې د MIMO فعالیت وڅیړ. که څه هم دا انتن د UWB عملیاتو وړتیا لري، ګټه یې ټیټه ده او د دوو انتنونو ترمنځ جلا کول کمزوري دي. کار in32 د 2-پورټ MIMO سیسټم وړاندیز کوي چې د لاسته راوړنې زیاتوالي لپاره بریښنایی مقناطیسي بانډګاپ (EBG) انعکاس کونکي کاروي. که څه هم پرمختللی انتن سرې لوړې لاسته راوړنې او د MIMO تنوع ښه فعالیت لري ، د دې لوی اندازه د راتلونکي نسل مخابراتي وسیلو کې پلي کول ستونزمن کوي. بل انعکاس کونکي پراساس براډبنډ انتن په 33 کې رامینځته شوی و ، چیرې چې انعکاس د انتن لاندې د 22 ملی میتر لوی تشې سره مدغم شوی و ، د 4.87 dB ټیټ لوړوالی ښیې. کاغذ 34 د mmWave غوښتنلیکونو لپاره د څلور پورټ MIMO انتن ډیزاین کوي، کوم چې د MS پرت سره یوځای شوی ترڅو د MIMO سیسټم انزوا او لاسته راوړنې ته وده ورکړي. په هرصورت، دا انتن ښه لاسته راوړنه او جلا کول چمتو کوي، مګر د لوی هوا تشې له امله محدود بینډ ویت او ضعیف میخانیکي ملکیتونه لري. په ورته ډول، په 2015 کې، د 7.4 dBi اعظمي ګټې سره د mmWave مخابراتو لپاره درې جوړه، د 4-port bowtie-shaped metasurface-integrated MIMO انتن جوړ شو. B36 MS د انتن ګټې زیاتولو لپاره د 5G انتن په شا کې کارول کیږي، چیرته چې میټاسرفیس د انعکاس په توګه کار کوي. په هرصورت، د MS جوړښت غیر متناسب دی او د واحد حجرې جوړښت ته لږه پاملرنه شوې.
د پورته تحلیل پایلو سره سم، د پورتنیو انتنونو څخه هیڅ یو لوړ لاسته راوړنه، غوره انزوا، د MIMO فعالیت او پراخه بینډ پوښښ نلري. له همدې امله، لاهم د میټاسرفیس MIMO انتن ته اړتیا شتون لري چې کولی شي د لوړې لاسته راوړنې او انزوا سره د 6 GHz لاندې د 5G سپیکٹرم فریکونسۍ پراخه لړۍ پوښي. د پورته ذکر شوي ادبياتو محدودیتونو په پام کې نیولو سره، د پراخو بانډ څلور عنصر MIMO انتن سیسټم د لوړې ګټې او غوره تنوع فعالیت سره د فرعي 6 GHz بې سیم مخابراتي سیسټمونو لپاره وړاندیز شوی. سربیره پردې، وړاندیز شوی MIMO انتن د MIMO اجزاوو، د کوچنیو عناصرو تشو، او د وړانګو لوړ موثریت تر منځ غوره انزوا څرګندوي. د انتن پیچ په تریخ ډول ټوټه شوی او د میټاسرفیس په سر کې د 12mm هوایی تشې سره ایښودل شوی ، کوم چې د انتن څخه شاته وړانګې منعکس کوي او د انتن لاسته راوړنې او مستقیمیت ته وده ورکوي. برسېره پردې، وړاندیز شوی واحد انتن د څلورو عناصرو MIMO انتن رامینځته کولو لپاره کارول کیږي چې د MIMO غوره فعالیت سره د هر انټینا یو بل ته په اورتوګوني ډول ځای په ځای کولو سره. پرمختللی MIMO انتن بیا د 10 × 10 MS سرې په سر کې د مسو بیکپلین سره مدغم شوی ترڅو د اخراج فعالیت ښه کړي. ډیزاین پراخه عملیاتي سلسله (3.08-7.75 GHz)، د 8.3 dBi لوړه لاسته راوړنه او د 82٪ لوړ اوسط ټولیز موثریت ، او همدارنګه د MIMO انتن اجزاو ترمینځ د −15.5 dB څخه ډیر عالي جلا کول. د MS پر بنسټ جوړ شوی MIMO انتن د 3D بریښنایی مقناطیسي سافټویر کڅوړې CST سټوډیو 2019 په کارولو سره سمول شوی او د تجربوي مطالعاتو له لارې تایید شوی.
دا برخه د وړاندیز شوي معمارۍ او د واحد انتن ډیزاین میتودولوژي مفصل پیژندنه وړاندې کوي. برسېره پردې، سمول شوي او لیدل شوي پایلې په تفصیل سره بحث شوي، پشمول د توزیع پیرامیټرې، لاسته راوړنې، او ټولیز موثریت د میټاسرفیسونو سره او پرته. د پروټوټایپ انټینا په راجرز 5880 کې د 1.575mm ضخامت سره د 2.2 د ډایالټریک ثابت سره د کم تاوان ډایالټریک سبسټریټ کې رامینځته شوی. د ډیزاین رامینځته کولو او سمولو لپاره ، د بریښنایی مقناطیسي سمیلیټر کڅوړه CST سټوډیو 2019 کارول شوی و.
شکل 2 د یو واحد عنصر انتن وړاندیز شوی جوړښت او ډیزاین ماډل ښیې. د ښه رامینځته شوي ریاضيکي معادلو له مخې 37، انتن د لینر ډول تغذیه شوي مربع وړانګو ځای او د مسو د ځمکې الوتکه (لکه څنګه چې په 1 ګام کې تشریح شوي) او په 10.8 GHz کې د خورا تنګ بند ویت سره ریزونیټ کوي، لکه څنګه چې په 3b شکل کې ښودل شوي. د انتن ریډیټر لومړنۍ اندازه د لاندې ریاضیاتي اړیکو لخوا ټاکل کیږي37:
چیرته چې \(P_{L}\) او \(P_{w}\) د پیچ ​​اوږدوالی او پلنوالی وي، c د رڼا سرعت څرګندوي، \(\gamma_{r}\) د سبسټریټ ډایالیکټریک ثابت دی. . , \(\gamma_{reff }\) د وړانګو د ځای اغیزمن ډایالټریک ارزښت استازیتوب کوي، \(\Delta L\) د ځای په اوږدوالي کې بدلون څرګندوي. د انتن بیک پلین په دویمه مرحله کې مطلوب شوی و ، د 10 dB خورا ټیټ مداخلې بینډ ویت سره سره د مداخلې بینډ ویت ډیروي. په دریمه مرحله کې، د فیډر موقعیت ښي خوا ته لیږدول کیږي، کوم چې د وړاندیز شوي انتن 38 د مخنیوی بینډ ویت او د خنډ سره سمون لري. پدې مرحله کې، انتن د 4 GHz غوره عملیاتي بینډ ویت ښیي او همدارنګه په 5G کې د 6 GHz لاندې سپیکٹرم پوښي. په څلورمه او وروستۍ مرحله کې د وړانګو د ځای په مقابل کونجونو کې د مربع نالیو ایچ کول شامل دي. دا سلاټ د پام وړ 4.56 GHz بینډ ویت پراخوي ترڅو د فرعي 6 GHz 5G سپیکٹرم له 3.11 GHz څخه 7.67 GHz ته پوښښ کړي، لکه څنګه چې په 3b شکل کې ښودل شوي. د وړاندیز شوي ډیزاین د مخ او ښکته لید لید په 3a شکل کې ښودل شوي، او وروستی مطلوب ډیزاین پیرامیټونه په لاندې ډول دي: 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) د ډیزاین شوي واحد انتن پورتنۍ او شاته لیدونه (CST سټوډیو سویټ 2019). (b) د S-پیرامیټ وکر.
میټاسرفیس یوه اصطلاح ده چې د واحد حجرو دورې لړۍ ته اشاره کوي چې له یو بل څخه په یو ټاکلي فاصله کې موقعیت لري. میټاسرفیسونه د انټینا وړانګو فعالیت ښه کولو لپاره مؤثره لاره ده ، پشمول د MIMO اجزاو ترمینځ بډ ویت ، لاسته راوړنه او جلا کول. د سطحي څپې د تکثیر د نفوذ له امله، میټاسرفیسونه اضافي ریزونانسونه رامینځته کوي چې د انتن فعالیت ښه کولو کې مرسته کوي39. دا کار د 6 GHz لاندې په 5G بانډ کې د اپسیلون - منفي میټامیټریل (MM) واحد وړاندیز کوي. MM د 8mm × 8mm د سطحې مساحت سره په ټیټ تاوان راجرز 5880 سبسټریټ کې رامینځته شوی چې د 2.2 ډایالټریک ثابت او د 1.575mm ضخامت سره. مطلوب MM ریزونټر پیچ د داخلي سرکلر سپلیټ حلقې څخه جوړ دی چې د دوه تعدیل شوي خارجي سپلایټ حلقو سره وصل دی، لکه څنګه چې په 4a شکل کې ښودل شوي. شکل 4a د وړاندیز شوي MM ترتیب وروستي مطلوب پیرامیټونه لنډیز کوي. وروسته، 40 × 40 mm او 80 × 80 mm میټاسرفیس پرتونه د مسو شالید پرته او د مسو شالید سره په ترتیب سره د 5 × 5 او 10 × 10 حجرو په کارولو سره رامینځته شوي. د MM وړاندیز شوی جوړښت د 3D بریښنایی مقناطیسي ماډلینګ سافټویر "CST سټوډیو سویټ 2019" په کارولو سره ماډل شوی و. د وړاندیز شوي MM سرې جوړښت او اندازه کولو ترتیب (دوه اړخیزه شبکې شنونکي PNA او ویو ګایډ پورټ) یو جوړ شوی پروټوټایپ په شکل 4b کې ښودل شوی ترڅو د اصلي ځواب تحلیل کولو سره د CST سمولیشن پایلې تایید کړي. د اندازه کولو تنظیم د سیګنالونو لیږلو او ترلاسه کولو لپاره د دوه ویو ګایډ کواکسیل اډاپټرونو (A-INFOMW ، برخه شمیره: 187WCAS) سره په ترکیب کې د Agilent PNA لړۍ شبکې شنونکی کارولی. یو پروټوټایپ 5 × 5 سرې د دوه ویو ګایډ کواکسیل اډاپټرونو ترمینځ ځای په ځای شوی و چې د کواکسیل کیبل لخوا د دوه پورټ شبکې تحلیل کونکي (Agilent PNA N5227A) سره وصل و. د Agilent N4694-60001 کیلیبریشن کټ په ازمایښتي نبات کې د شبکې تحلیل کونکي کیلیبریټ کولو لپاره کارول کیږي. د وړاندیز شوي پروټوټایپ MM سرې سمول شوي او CST لیدل شوي توزیع کولو پیرامیټونه په 5a شکل کې ښودل شوي. دا لیدل کیدی شي چې د MM وړاندیز شوی جوړښت د 5G فریکونسۍ رینج کې د 6 GHz څخه ښکته دی. د 10 dB په بډ ویت کې د کوچني توپیر سره سره ، سمول شوي او تجربې پایلې خورا ورته دي. د مشاهده شوي گونج فریکونسۍ، بینډ ویت، او طول د سمول شوي څخه یو څه توپیر لري، لکه څنګه چې په 5a شکل کې ښودل شوي. د مشاهده شوي او سمول شوي پایلو ترمینځ دا توپیرونه د تولید نیمګړتیاو له امله دي ، د پروټوټایپ او ویوګایډ بندرونو ترمینځ کوچني پاکتیاوې ، د ویو ګایډ بندرونو او سرې اجزاو ترمینځ ترکیب اغیزې ، او د اندازه کولو زغم. برسېره پردې، په تجربوي ترتیب کې د ویوګایډ بندرونو ترمنځ د پرمختللي پروټوټایپ مناسب ځای پرځای کول ممکن د ریزونانس بدلون پایله ولري. برسېره پردې، د کیلیبریشن مرحلې په جریان کې ناغوښتل شوی شور لیدل شوی، کوم چې د شمیرې او اندازه شوي پایلو ترمنځ توپیر رامنځته کړی. په هرصورت، د دې ستونزو سربیره، وړاندیز شوی MM سرنی پروټوټایپ د سمولیشن او تجربې ترمنځ د قوي اړیکو له امله ښه فعالیت کوي، دا د فرعي 6 GHz 5G بې سیم مخابراتي غوښتنلیکونو لپاره مناسب دی.
(a) د واحد حجرې جیومیټري (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 د سټوډیو سویټ) ) 2019) (ب) د MM اندازه کولو عکس چمتو کول.
(a) د میټامیټریل پروټوټایپ د توزیع پیرامیټر منحنی سمول او تصدیق. (b) د یو MM واحد حجرې ډایالیکټریک ثابت وکر.
اړونده اغیزمن پارامترونه لکه اغیزمن ډایالټریک ثابت، مقناطیسي پارامتیا، او انعکاس شاخص د CST الکترومقناطیسي سمیلیټر د جوړ شوي پوسټ پروسس کولو تخنیکونو په کارولو سره مطالعه شوي ترڅو د MM واحد حجرې چلند نور هم تحلیل کړي. د MM اغیزمن پیرامیټونه د توزیع کولو پیرامیټونو څخه د قوي بیارغونې میتود په کارولو سره ترلاسه کیږي. لاندې لیږد او انعکاس کوفیینټ معادلې: (3) او (4) د انعکاس شاخص او خنډ ټاکلو لپاره کارول کیدی شي (40 وګورئ).
د آپریټر ریښتینې او خیالي برخې په ترتیب سره د (.)' او (.)" لخوا نمایش کیږي، او د عددي ارزښت m د اصلي انعکاس شاخص سره مطابقت لري. ډایالیکټریک ثابت او پاریدونکې وړتیا د فورمولونو په واسطه ټاکل کیږي \(\varepsilon { } = { }n/z,\) او \(\mu = nz\) چې په ترتیب سره د خنډ او انعکاس شاخص پراساس دي. د MM جوړښت اغیزمن ډایالیکټریک ثابت وکر په 5b شکل کې ښودل شوی. په ریزوننټ فریکونسۍ کې، اغیزمن ډایالیکټریک ثابت منفي دی. ارقام 6a،b د وړاندیز شوي واحد حجرې د اغیزمن پارومیت (μ) او اغیزمن انعکاس شاخص (n) استخراج شوي ارزښتونه ښیې. د پام وړ، استخراج شوي وړتیاوې صفر ته نږدې مثبت ریښتیني ارزښتونه نندارې ته وړاندې کوي، کوم چې د وړاندیز شوي MM جوړښت epsilon-منفي (ENG) ملکیتونه تاییدوي. برسېره پردې، لکه څنګه چې په 6a شکل کې ښودل شوي، د صفر سره نږدې په پارمیثیت کې ریزونانس په کلکه د ریزوننټ فریکونسۍ سره تړاو لري. پرمختللی واحد حجره د منفي انعکاس شاخص لري (انځور 6b) ، پدې معنی چې وړاندیز شوی MM د انتن فعالیت ښه کولو لپاره کارول کیدی شي 21,41.
د یو واحد براډ بانډ انتن پرمختللي پروټوټایپ د وړاندیز شوي ډیزاین آزموینې لپاره جوړ شوی و. شکل 7a،b د وړاندیز شوي پروټوټایپ واحد انتن انځورونه، د هغې ساختماني برخې او د نږدې ساحې اندازه کولو ترتیب (SATIMO) ښیي. د انتن د فعالیت د ښه کولو لپاره، پرمختللی میټاسرفیس د انتن لاندې پرتونو کې ځای پر ځای شوی دی، لکه څنګه چې په 8a شکل کې ښودل شوی، لوړوالی h سره. یو واحد 40mm x 40mm ډبل پرت میټاسرفیس په 12mm وقفو کې د واحد انتن شاته پلي شوی و. برسېره پردې، د شاتنۍ الوتکې سره یو میټاسرفیس د 12 ملي میتر په فاصله کې د واحد انتن شاته اړخ کې ایښودل شوی. د میټاسرفیس پلي کولو وروسته ، واحد انتن په فعالیت کې د پام وړ پرمختګ ښیې ، لکه څنګه چې په 1 او 2 شکل کې ښودل شوي. شکل 8 او 9. شکل 8b د واحد انتن لپاره پرته او د میټاسرفیسونو سره سمول شوي او اندازه شوي انعکاس پلاټونه ښیې. دا د یادولو وړ ده چې د میټاسرفیس سره د انتن پوښښ بانډ د میټاسرفیس پرته د انتن پوښښ بانډ سره ورته دی. شکل 9a،b په عملیاتي طیف کې د MS پرته او سره د سمول شوي او مشاهده شوي واحد انتن لاسته راوړنې او ټولیز موثریت پرتله کوي. دا لیدل کیدی شي چې د غیر میټاسرفیس انتن سره پرتله کول، د میټاسرفیس انتن لاسته راوړنه د پام وړ ښه شوې، د 5.15 dBi څخه 8 dBi ته زیاتوالی. د بیک پلین میټاسرفیس سره د واحد پرت میټاسرفیس ، دوه اړخیزه میټاسرفیس ، او واحد انتن لاسته راوړنه په ترتیب سره د 6 dBi ، 6.9 dBi ، او 8 dBi لخوا زیاته شوې. د نورو میټاسرفیسونو (واحد پرت او دوه پرت MCs) سره پرتله کول ، د مسو بیکپلین سره د واحد میټاسرفیس انتن لاسته راوړنه تر 8 dBi پورې ده. په دې حالت کې، میټاسرفیس د انعکاس په توګه کار کوي، د انتن شاته وړانګې کموي او په مرحله کې بریښنایی مقناطیسي څپې سمبالوي، په دې توګه د انتن د وړانګو موثریت ډیروي او له همدې امله لاسته راوړنه. د یو واحد انتن د ټولیز موثریت مطالعه پرته او د میټاسرفیسونو سره په 9b شکل کې ښودل شوې. دا د یادولو وړ ده چې د انتن موثریت د میټاسرفیس سره او پرته نږدې ورته دی. د ټیټ فریکونسۍ رینج کې، د انتن موثریت یو څه کمیږي. تجربوي او تقلید لاسته راوړنې او د موثریت منحني په ښه موافقت کې دي. په هرصورت، د تولیدي نیمګړتیاوو، د اندازه کولو زغم، د SMA پورټ اتصال ضایع، او د تار له لاسه ورکولو له امله د سمول شوي او ازموینې پایلو ترمنځ لږ توپیر شتون لري. برسېره پردې، انټینا او MS انعکاس کونکي د نایلان سپیسرونو ترمنځ موقعیت لري، دا بله مسله ده چې د سمولو پایلو په پرتله لیدل شوي پایلې اغیزه کوي.
شکل (a) بشپړ شوی واحد انتن او د هغې اړوند برخې ښیي. (b) د نږدې ساحې اندازه کولو ترتیب (SATIMO).
(a) د میټاسرفیس انعکاس کونکو په کارولو سره د انټینا جوش (CST سټوډیو سویټ 2019). (b) د MS پرته او د یو واحد انتن سمول شوي او تجربوي انعکاس.
د (a) لاسته راوړنې او (b) د وړاندیز شوي میټاسرفیس اغیزې انتن ټولیز موثریت سمولیشن او اندازه کول.
د MS په کارولو سره د بیم نمونه تحلیل. د واحد انټینا نږدې ساحې اندازه کول د UKM SATIMO نږدې ساحوي سیسټمونو لابراتوار SATIMO نږدې ساحې تجربوي چاپیریال کې ترسره شوي. شکل 10a، b د MS سره او پرته د وړاندیز شوي واحد انتن لپاره په 5.5 GHz کې د E-plan او H-plan د وړانګو نمونې ښیي. پرمختللی واحد انتن (د MS پرته) د اړخ لوبی ارزښتونو سره د دوه اړخیزه وړانګو بیلګه چمتو کوي. د وړاندیز شوي MS انعکاس کونکي پلي کولو وروسته، انټینا د یو اړخیز وړانګو نمونه چمتو کوي او د شاته لوبو کچه راټیټوي، لکه څنګه چې په 10a، b شکل کې ښودل شوي. دا د یادولو وړ ده چې د وړاندیز شوي واحد انتن تابکاری نمونه خورا باثباته او یو طرفه ده د خورا ټیټ شاته او غاړې لوبیو سره کله چې د مسو بیک پلین سره میټاسرفیس کاروئ. د MM وړاندیز شوی انعکاس کوونکی د انتن شاته او غاړې لوبی کموي پداسې حال کې چې د وړانګو فعالیت ته وده ورکوي په غیر مستقیم لارښوونو کې د جریان په مستقیم کولو سره (انځور 10a, b) ، په دې توګه لاسته راوړنه او مستقیمیت ډیروي. دا ولیدل شول چې د تجربوي وړانګو نمونه د CST سمولیشنونو سره تقریبا د پرتلې وړ وه، مګر د مختلفو راټول شویو اجزاوو، د اندازه کولو زغم، او د کیبلینګ ضایعاتو له امله یو څه توپیر درلود. برسېره پردې، د انتن او MS انعکاس کونکي تر مینځ یو نایلان سپیسر داخل شوی، دا بله مسله ده چې د شمیرو پایلو په پرتله د لیدل شوي پایلو اغیزه کوي.
د 5.5 GHz په فریکونسۍ کې د پرمختللي واحد انتن (د MS پرته او د MS سره) د وړانګو نمونه سمول شوې او ازمول شوې.
وړاندیز شوی MIMO انتن جیومیټری په 11 شکل کې ښودل شوی او څلور واحد انتنونه پکې شامل دي. د MIMO انتن څلور برخې د 80 × 80 × 1.575 mm ابعادو په سبسټریټ کې یو بل ته په اورتوګون ډول تنظیم شوي ، لکه څنګه چې په 11 شکل کې ښودل شوي. ډیزاین شوی MIMO انتن د 22 ملي مترو په مینځ کې د عنصر فاصله لري ، کوم چې د انتن څخه کوچنی دی. د انتن تر ټولو نږدې اړونده د یو بل عنصر فاصله. MIMO انتن جوړ شو. برسېره پردې، د ځمکې د الوتکې برخه د یو واحد انتن په څیر موقعیت لري. د MIMO انتنونو انعکاس ارزښتونه (S11, S22, S33, او S44) په 12a شکل کې ښودل شوي د 3.2–7.6 GHz بانډ کې د واحد عنصر انتن په څیر ورته چلند ښیې. له همدې امله، د MIMO انتن د خنډ بینډ ویت دقیقا د یو واحد انتن سره ورته دی. د MIMO اجزاوو تر مینځ د جوړیدو اغیز د MIMO انتن د کوچني بینډ ویت له لاسه ورکولو اصلي لامل دی. شکل 12b د MIMO اجزاوو باندې د یو بل سره د ارتباط اغیز ښیې، چیرته چې د MIMO اجزاوو تر مینځ غوره انزوا ټاکل شوی. د انتنونو 1 او 2 تر مینځ انزوا د -13.6 dB په کچه ترټولو ټیټه ده، او د انتن 1 او 4 تر مینځ انزوا د -30.4 dB په کچه ترټولو لوړه ده. د دې د کوچني اندازې او پراخه بینډ ویت له امله ، دا MIMO انتن ټیټ لاسته راوړنه او ټیټ ټرپټ لري. موصلیت ټیټ دی، نو د پیاوړتیا او موصلیت زیاتوالي ته اړتیا ده؛
د وړاندیز شوي MIMO انتن ډیزاین میکانیزم (a) پورتنۍ لید او (b) ځمکنۍ الوتکې. (CST سټوډیو سویټ 2019).
د وړاندیز شوي میټاسرفیس MIMO انتن جیومیټریک ترتیب او د هڅونې میتود په 13a شکل کې ښودل شوی. یو 10x10mm میټریکس د 80x80x1.575mm ابعاد سره د 12mm لوړ MIMO انتن شاته اړخ لپاره ډیزاین شوی، لکه څنګه چې په 13a شکل کې ښودل شوي. برسیره پردې، د مسو بیکپلینونو سره میټاسرفیسونه د دوی د فعالیت ښه کولو لپاره په MIMO انتنونو کې د کارولو لپاره دي. د میټاسرفیس او MIMO انتن ترمینځ فاصله د لوړې ګټې ترلاسه کولو لپاره خورا مهم دی پداسې حال کې چې د انتن لخوا رامینځته شوي څپو او د میټاسرفیس څخه منعکس شوي څپې ترمینځ رغنده مداخلې ته اجازه ورکوي. پراخه ماډلینګ د انتن او میټاسرفیس تر مینځ د لوړوالي غوره کولو لپاره ترسره شوی پداسې حال کې چې د MIMO عناصرو ترمینځ اعظمي لاسته راوړنې او جلا کولو لپاره د ربع - څپې معیارونه ساتل. د MIMO انتن فعالیت کې د پام وړ پرمختګونه چې د بیکپلینونو سره د میټاسرفیسونو په کارولو سره ترلاسه شوي د بیک پلین پرته میټاسرفیسونو په پرتله به په راتلونکو فصلونو کې وښودل شي.
(a) د MS (CST سټوډیو سویټ 2019) په کارولو سره د وړاندیز شوي MIMO انتن د CST سمولیشن ترتیب کول، (b) د MS پرته او د MS سره د پرمختللي MIMO سیسټم انعکاس منحني.
د MIMO انتنونو انعکاسونه د میټاسرفیسونو سره او پرته په 13b شکل کې ښودل شوي ، چیرې چې S11 او S44 د MIMO سیسټم کې د ټولو انتنونو نږدې ورته چلند له امله وړاندې شوي. د یادولو وړ ده چې د MIMO انتن د -10 dB خنډ بینډ ویت پرته او د واحد میټاسرفیس سره نږدې ورته دی. په مقابل کې، د وړاندیز شوي MIMO انتن د خنډ بینډ ویت د دوه اړخیزه MS او بیکپلین MS لخوا ښه شوی. د یادولو وړ ده چې د MS پرته، د MIMO انتن د مرکز فریکونسۍ په پرتله د 81.5٪ (3.2-7.6 GHz) جزوی بینډ ویت چمتو کوي. د شاتنۍ الوتکې سره د MS ادغام کول د وړاندیز شوي MIMO انټینا د خنډ بینډ ویت 86.3٪ (3.08–7.75 GHz) ته زیاتوي. که څه هم دوه اړخیزه MS د ټرپوټ زیاتوالی راولي، ښه والی د مسو بیکپلین سره د MS په پرتله لږ دی. سربیره پردې ، دوه اړخیز MC د انتن اندازه ډیروي ، د هغې لګښت ډیروي ، او د هغې حد محدودوي. ډیزاین شوی MIMO انټینا او د میټاسرفیس انعکاس جوړونکي د سمولو پایلې اعتبار کولو او ریښتیني فعالیت ارزولو لپاره جوړ شوي او تصدیق شوي. شکل 14a د جوړ شوي MS پرت او د MIMO انټینا ښیي چې مختلف اجزاو سره راټول شوي، پداسې حال کې چې شکل 14b د پرمختللي MIMO سیسټم عکس ښیي. د MIMO انتن د میټاسرفیس په سر کې د څلورو نایلان سپیسرونو په کارولو سره نصب شوی، لکه څنګه چې په 14b شکل کې ښودل شوی. شکل 15a د پرمختللي MIMO انتن سیسټم نږدې ساحې تجربوي ترتیب یو سنیپ شاټ ښیې. د PNA شبکې شنونکی (Agilent Technologies PNA N5227A) د توزیع کولو پیرامیټونو اټکل کولو او د UKM SATIMO نږدې ساحې سیسټمونو لابراتوار کې د نږدې ساحې اخراج ځانګړتیاو ارزولو او مشخص کولو لپاره کارول شوی و.
(a) د SATIMO نږدې ساحې اندازه کولو عکسونه (b) د MS سره او پرته د S11 MIMO انتن سمول شوي او تجربې منحني.
دا برخه د وړاندیز شوي 5G MIMO انتن سمول شوي او مشاهده شوي S-پیرامیټرونو مقایسه مطالعه وړاندې کوي. شکل 15b د مدغم 4-عنصر MIMO MS انتن تجربوي انعکاس پلاټ ښیې او د CST سمولیشن پایلو سره پرتله کوي. تجربوي انعکاسونه د CST محاسبې سره ورته و، مګر د تولیدي نیمګړتیاو او تجربوي زغم له امله یو څه توپیر درلود. سربیره پردې، د وړاندیز شوي MS-based MIMO پروټوټایپ مشاهده شوي انعکاس د 5G سپیکٹرم د 6 GHz لاندې د 4.8 GHz د خنډ بینډ ویت سره پوښي، پدې معنی چې د 5G غوښتنلیکونه ممکن دي. په هرصورت، اندازه شوي ریزوننټ فریکونسۍ، بینډ ویت، او طول د CST سمولو پایلو څخه یو څه توپیر لري. د تولید نیمګړتیاوې، د کوکس-to-SMA جوړه ضایعات، او د بیروني اندازه کولو تنظیمات کولی شي د اندازه شوي او سمول شوي پایلو ترمنځ توپیر رامنځته کړي. په هرصورت، د دې نیمګړتیاوو سره سره، وړاندیز شوی MIMO ښه فعالیت کوي، د سمولو او اندازه کولو تر منځ قوي موافقه چمتو کوي، دا د فرعي 6 GHz 5G بېسیم غوښتنلیکونو لپاره ښه مناسب کوي.
د MIMO انتن د لاسته راوړلو منحنی او مشاهده شوی منحنی منحنی شکل په 2 او 2 کی ښودل شوی. لکه څنګه چی په 16a،b او 17a،b شکلونو کی په ترتیب سره ښودل شوی، د MIMO اجزاوو متقابل تعامل ښودل شوی. کله چې میټاسرفیسونه په MIMO انتنونو کې پلي کیږي ، د MIMO انتنونو ترمینځ انزوا د پام وړ ښه کیږي. د نږدې انتن عناصرو S12، S14، S23 او S34 ​​تر منځ د جلا کولو پلاټونه ورته منحني ښکارندوی کوي، پداسې حال کې چې د MIMO انتن S13 او S42 د دوی تر مینځ د لوی واټن له امله ورته ورته لوړ انزوا ښیي. د نږدې انتنونو سمول شوي لیږد ځانګړتیاوې په 16a شکل کې ښودل شوي. د یادولو وړ ده چې د 5G عملیاتي سپیکٹرم کې د 6 GHz لاندې، د میټا سرفیس پرته د MIMO انتن لږترلږه جلا کول -13.6 dB دی، او د میټاسرفیس لپاره د شاتنۍ الوتکې سره - 15.5 dB دی. د لاسته راوړنې پلاټ (شکل 16a) ښیې چې د شاتنۍ الوتکې میټاسرفیس د واحد او دوه اړخیزه میټاسرفیسونو په پرتله د MIMO انتن عناصرو ترمینځ انزوا ته د پام وړ وده ورکوي. په نږدې انتن عناصرو کې، واحد- او دوه اړخیزه میټاسرفیسونه د نږدې -13.68 dB او -14.78 dB لږ تر لږه جلا کول چمتو کوي، او د مسو بیکپلین میټاسرفیس نږدې -15.5 dB چمتو کوي.
د MIMO عناصرو د MS پرت پرته او د MS پرت سره سمول شوي جلا کول: (a) S12، S14، S34 او S32 او (b) S13 او S24.
د وړاندیز شوي MS-based MIMO انتنونو تجربوي ګټې منحني پرته او سره: (a) S12، S14، S34 او S32 او (b) S13 او S24.
د MIMO ډیګونال انټینا د MS پرت اضافه کولو دمخه او وروسته پلاټونه ترلاسه کوي په 16b شکل کې ښودل شوي. د یادولو وړ ده چې د میټاسرفیس (انټینا 1 او 3) پرته د ډیګونال انتنونو ترمینځ لږترلږه جلا کول د عملیاتي طیف په اوږدو کې - 15.6 dB دی ، او د شاتنۍ الوتکې سره میټاسرفیس - 18 dB دی. د میټاسرفیس چلند د پام وړ د MIMO انتنونو تر مینځ د جوړیدو اغیزې کموي. د یو واحد پرت میټاسرفیس لپاره اعظمي موصلیت -37 dB دی ، پداسې حال کې چې د دوه پرت میټاسرفیس لپاره دا ارزښت -47 dB ته راټیټیږي. د مسو د شاتنۍ الوتکې سره د میټاسرفیس اعظمي جلا کول −36.2 dB دی، کوم چې د فریکونسۍ د زیاتوالي سره کمیږي. د بیکپلین پرته د واحد او دوه اړخیزه میټاسرفیسونو په پرتله، د شاکپلین سره میټاسرفیسونه په ټول اړین عملیاتي فریکونسۍ کې غوره انزوا چمتو کوي، په ځانګړې توګه د 5G رینج کې د 6 GHz لاندې، لکه څنګه چې په 16a، ب کې ښودل شوي. د 6 GHz (3.5 GHz) لاندې ترټولو مشهور او پراخه کارول شوي 5G بانډ کې ، واحد او دوه اړخیز میټاسرفیسونه د مسو بیکپلینونو سره د میټاسرفیسونو په پرتله د MIMO اجزاو ترمینځ ټیټ انزوا لري (تقریبا هیڅ MS نلري) (شکل 16a وګورئ) ، b). د لاسته راوړنې اندازه په 17a، b شکل کې ښودل شوي، په ترتیب سره د نږدې انتنونو جلا کول (S12، S14، S34 او S32) او ډیګونال انتن (S24 او S13)، په ترتیب سره. لکه څنګه چې د دې ارقامو څخه لیدل کیدی شي (انځور. 17a، b)، د MIMO اجزاوو تر مینځ تجربوي انزوا د سمول شوي انزوا سره په ښه توګه موافق دی. که څه هم د تولیدي نیمګړتیاو، د SMA بندر اړیکو او د تار ضایعاتو له امله د سمول شوي او اندازه شوي CST ارزښتونو ترمنځ لږ توپیرونه شتون لري. برسېره پردې، انټینا او MS انعکاس کونکي د نایلان سپیسرونو ترمنځ موقعیت لري، دا بله مسله ده چې د سمولو پایلو په پرتله لیدل شوي پایلې اغیزه کوي.
په 5.5 GHz کې د سطحي اوسني ویش مطالعه کړې ترڅو د سطحي څپې فشار له لارې د متقابل جوړونې په کمولو کې د میټاسرفیس رول منطقي کړي. د وړاندیز شوي MIMO انتن د سطحې اوسنی ویش په 18 شکل کې ښودل شوی، چیرې چې انتن 1 چلیږي او پاتې انتن د 50 اوهم بار سره پای ته رسیږي. کله چې انتن 1 انرژی شي، د پام وړ متقابل جوړونکي جریان به په نږدې انتن کې په 5.5 GHz کې د میټاسرفیس په نشتوالي کې څرګند شي، لکه څنګه چې په 18a شکل کې ښودل شوي. برعکس، د میټاسرفیسونو په کارولو سره، لکه څنګه چې په 18b-d انځور کې ښودل شوي، د نږدې انتنونو ترمنځ جلاوالی ښه شوی. دا باید په پام کې ونیول شي چې د متقابلو ساحو د متقابل یوځای کولو اغیز د یونټ حجرو نږدې حلقو او د MS پرت سره په متوازي لارښوونو کې د MS پرت سره نږدې د MS واحد حجرو ته د کوپلینګ جریان په تبلیغ کولو سره کم کیدی شي. د توزیع شوي انتنونو څخه د MS واحدونو ته د جریان انجیکشن کول د MIMO اجزاوو ترمینځ د انزوا ښه کولو لپاره کلیدي میتود دی. د پایلې په توګه، د MIMO اجزاوو ترمنځ د نښلولو جریان خورا کم شوی، او جلا کول هم خورا ښه شوي. ځکه چې د جوړه کولو ساحه په عنصر کې په پراخه کچه ویشل شوې، د مسو بیک پلین میټاسرفیس د MIMO انټینا مجلس د واحد او دوه اړخیزه میټاسرفیسونو څخه ډیر د پام وړ جلا کوي (شکل 18d). برسېره پردې، پرمختللی MIMO انتن خورا ټیټ شالید او د غاړې تکثیر لري، د غیر مستقیم وړانګو بڼه تولیدوي، په دې توګه د وړاندیز شوي MIMO انتن لاسته راوړنه ډیروي.
د وړاندیز شوي MIMO انتن اوسني نمونې په 5.5 GHz (a) کې پرته له MC، (b) واحد پرت MC، (c) ډبل پرت MC، او (d) د مسو بیکپلین سره واحد پرت MC. (CST سټوډیو سویټ 2019).
د عملیاتي فریکونسۍ دننه، شکل 19a د ډیزاین شوي MIMO انتن سمول شوي او لیدل شوي لاسته راوړنې پرته له میټاسرفیسونو سره ښیې. د میټاسرفیس پرته د MIMO انتن سمول شوي لاسته راوړنه 5.4 dBi ده، لکه څنګه چې په 19a شکل کې ښودل شوي. د MIMO اجزاوو ترمنځ د متقابل جوړونې اغیزې له امله، وړاندیز شوی MIMO انتن په حقیقت کې د یو واحد انتن په پرتله د 0.25 dBi لوړه ګټه ترلاسه کوي. د میټاسرفیسونو اضافه کولی شي د MIMO اجزاو ترمینځ د پام وړ لاسته راوړنې او انزوا چمتو کړي. په دې توګه، وړاندیز شوی میټاسرفیس MIMO انتن کولی شي تر 8.3 dBi پورې لوړ احساس ترلاسه کړي. لکه څنګه چې په 19a شکل کې ښودل شوي، کله چې د MIMO انتن شاته یو واحد میټاسرفیس کارول کیږي، لاسته راوړنه د 1.4 dBi لخوا زیاتیږي. کله چې میټاسرفیس دوه چنده شي، لاسته راوړنه د 2.1 dBi لخوا زیاتیږي، لکه څنګه چې په 19a شکل کې ښودل شوي. په هرصورت، د 8.3 dBi متوقع اعظمي لاسته راوړنه ترلاسه کیږي کله چې د مسو بیکپلین سره میټاسرفیس کاروي. د پام وړ، د واحد پرت او ډبل پرت میټاسرفیس لپاره اعظمي لاسته راوړنه په ترتیب سره 6.8 dBi او 7.5 dBi ده ، پداسې حال کې چې د لاندې پرت میټاسرفیس لپاره اعظمي لاسته راوړنه 8.3 dBi ده. د انتن شاته اړخ ته د میټاسرفیس پرت د انعکاس په توګه کار کوي ، د انتن شاته اړخ څخه وړانګې منعکس کوي او د ډیزاین شوي MIMO انتن مخ څخه تر شا (F/B) تناسب ته وده ورکوي. برسېره پردې، د لوړ خنډ MS انعکاس په مرحله کې بریښنایی مقناطیسي څپې سمبالوي، په دې توګه اضافي ریزونانس رامینځته کوي او د وړاندیز شوي MIMO انتن د وړانګو فعالیت ښه کوي. د MIMO انتن شاته نصب شوی MS عکاس کولی شي د پام وړ لاسته راوړنه زیاته کړي، کوم چې د تجربو پایلو لخوا تایید شوی. د پرمختللي پروټوټایپ MIMO انتن مشاهده شوي او سمول شوي لاسته راوړنې نږدې ورته دي ، په هرصورت ، په ځینو فریکونسیو کې اندازه شوې لاسته راوړنه د سمول شوي لاسته راوړنې څخه لوړه ده ، په ځانګړي توګه د MIMO لپاره پرته له MS؛ په تجربوي لاسته راوړنو کې دا بدلونونه د نایلان پیډونو اندازه کولو زغم، د کیبل ضایعاتو، او د انتن سیسټم کې د یوځای کولو له امله دي. د میټا سرفیس پرته د MIMO انتن لوړ اندازه شوې لاسته راوړنه 5.8 dBi ده ، پداسې حال کې چې د مسو بیک پلین سره میټاسرفیس 8.5 dBi دی. د یادولو وړ ده چې وړاندیز شوی بشپړ 4-پورټ MIMO انتن سیسټم د MS انعکاس کونکي سره د تجربوي او شمیري شرایطو لاندې لوړه لاسته راوړنه ښیې.
د (a) لاسته راوړنې او (b) د میټاسرفیس اغیزې سره د وړاندیز شوي MIMO انتن ټولیز فعالیت سمول او تجربې پایلې.
شکل 19b د وړاندیز شوي MIMO سیسټم عمومي فعالیت پرته او د میټاسرفیس انعکاس کونکو سره ښیې. په 19b شکل کې، د شاتنۍ الوتکې سره د MS کارولو ترټولو ټیټ موثریت له 73٪ څخه ډیر و (تر 84٪ پورې). د MC پرته او د MC سره د پرمختللي MIMO انتنونو عمومي موثریت د سمول شوي ارزښتونو په پرتله د کوچني توپیرونو سره نږدې ورته دی. د دې لاملونه د اندازه کولو زغم او د انتن او MS انعکاس کونکي ترمینځ د سپیسر کارول دي. په ټوله فریکونسۍ کې اندازه شوې لاسته راوړنه او عمومي موثریت تقریبا د سمولو پایلو سره ورته دي، دا په ګوته کوي چې د وړاندیز شوي MIMO پروټوټایپ فعالیت لکه څنګه چې تمه کیږي او دا چې وړاندیز شوی MS-based MIMO انتن د 5G مخابراتو لپاره مناسب دی. په تجربوي مطالعاتو کې د غلطیو له امله، د لابراتوار تجربو د ټولیز پایلو او د سمولو پایلو ترمنځ توپیر شتون لري. د وړاندیز شوي پروټوټایپ فعالیت د انتن او SMA نښلونکي تر مینځ د عدم مطابقت ، د کواکسیل کیبل سپلایس ضایعاتو ، د سولډرینګ اغیزې ، او تجربوي تنظیم ته د مختلف بریښنایی وسیلو نږدې کیدو لخوا اغیزمن کیږي.
20 شکل د بلاک ډیاګرام په بڼه د یاد شوي انتن ډیزاین او اصلاح کولو پرمختګ بیانوي. دا بلاک ډیاګرام د وړاندیز شوي MIMO انټینا ډیزاین اصولو ګام په ګام توضیحات وړاندې کوي ، په بیله بیا هغه پیرامیټونه چې د انتن مطلوب کولو کې کلیدي رول لوبوي ترڅو د پراخه عملیاتي فریکونسۍ په اوږدو کې د اړتیا وړ لوړې لاسته راوړنې او لوړ انزوا ترلاسه کړي.
د نږدې ساحې MIMO انتن اندازه کول د UKM SATIMO نږدې ساحې سیسټمونو لابراتوار کې د SATIMO نږدې ساحې تجربوي چاپیریال کې اندازه شوي. شکل 21a,b د ادعا شوي MIMO انتن د MS سره او پرته د 5.5 GHz عملیاتي فریکونسۍ کې د ادعا شوي E-plan او H-plan د وړانګو نمونې او مشاهده شوي نمونې انځوروي. د 5.5 GHz عملیاتي فریکونسۍ رینج کې، پرمختللی غیر MS MIMO انتن د اړخ لوبی ارزښتونو سره د دوه اړخیزه وړانګو بیلګه چمتو کوي. د MS انعکاس کونکي پلي کولو وروسته، انتن د یو اړخیز وړانګو نمونه چمتو کوي او د شاته لوبیو کچه راټیټوي، لکه څنګه چې په 21a، b شکل کې ښودل شوي. دا د یادولو وړ ده چې د مسو بیکپلین سره د میټاسرفیس په کارولو سره ، وړاندیز شوی MIMO انټینا نمونه د MS پرته د خورا ټیټ شاته او غاړې لوبیو سره خورا مستحکم او یو طرفه ده. د MM وړاندیز شوی انعکاس کوونکی د انتن شاته او غاړې لابونه کموي او همدارنګه د وړانګو ځانګړتیاوې په غیر مستقیم لوري کې د جریان په مستقیم کولو سره ښه کوي (انځور 21a، b)، په دې توګه د ګټې او مستقیمیت زیاتوالی. د اندازه شوي وړانګو نمونه د پورټ 1 لپاره د پاتې بندرونو سره وصل د 50 ohm بار سره ترلاسه شوې. دا لیدل شوي چې د تجربوي وړانګو نمونه تقریبا د CST لخوا سمول شوي سره ورته وه، که څه هم د اجزا غلط تنظیم کولو، د ترمینل بندرونو څخه انعکاس، او د کیبل اتصالاتو ضایعاتو له امله ځینې انحرافات شتون درلود. برسیره پردې، د انتن او MS انعکاس کونکي تر مینځ یو نایلان سپیسر داخل شوی، دا بله مسله ده چې د اټکل شوي پایلو په پرتله لیدل شوي پایلې اغیزه کوي.
د 5.5 GHz په فریکونسۍ کې د پرمختللي MIMO انتن (بغیر MS او MS سره) د وړانګو نمونه سمول شوې او ازموینه شوې.
دا مهمه ده چې په یاد ولرئ چې د بندر جلا کول او د هغې اړوند ځانګړتیاوې اړین دي کله چې د MIMO سیسټمونو فعالیت ارزونه کوي. د وړاندیز شوي MIMO سیسټم تنوع فعالیت ، پشمول د لفافې ارتباط کوفیینټ (ECC) او تنوع لاسته راوړنې (DG) ، د ډیزاین شوي MIMO انتن سیسټم قوي کولو لپاره معاینه کیږي. د MIMO انتن ECC او DG د دې فعالیت ارزولو لپاره کارول کیدی شي ځکه چې دا د MIMO سیسټم فعالیت مهم اړخونه دي. لاندې برخې به د وړاندیز شوي MIMO انتن دا ځانګړتیاوې توضیح کړي.
د لفافې ارتباط کوفیینټ (ECC). کله چې د MIMO سیسټم په پام کې نیولو سره، ECC هغه درجې ټاکي چې د اجزاو عناصر د دوی د ځانګړو ملکیتونو په اړه یو له بل سره تړاو لري. په دې توګه، ECC د بې سیم مخابراتي شبکې کې د چینل انزوا درجه څرګندوي. د پرمختللي MIMO سیسټم ECC (د لفافې ارتباط ضمیمه) د S پیرامیټرو او لرې ساحې اخراج پراساس ټاکل کیدی شي. د Eq څخه. (7) او (8) د وړاندیز شوي MIMO انتن 31 ECC ټاکل کیدی شي.
د انعکاس کثافات د Sii لخوا نمایندګي کیږي او Sij د لیږد کوفیینټ استازیتوب کوي. د j-th او i-th انتنونو درې اړخیزه وړانګو نمونې د بیانونو په واسطه ورکول کیږي \(\vec{R}_{j}\left( {\theta,\varphi} \right)\) او \( \vec {{R_{ i } }} جامد زاویه چې د Left( {\theta ,\varphi } \right)\) او \({\Omega) لخوا نمایش کیږي }\). د وړاندیز شوي انتن ECC وکر په 22a شکل کې ښودل شوی او ارزښت یې له 0.004 څخه کم دی، کوم چې د بېسیم سیسټم لپاره د منلو وړ ارزښت 0.5 څخه ډیر ټیټ دی. نو ځکه، د ECC کم شوی ارزښت پدې معنی دی چې وړاندیز شوی 4-پورټ MIMO سیسټم غوره تنوع چمتو کوي43.
Diversity Gain (DG) DG د MIMO سیسټم د فعالیت یو بل میټریک دی چې دا تشریح کوي چې څنګه د تنوع سکیم د رادیو شوي بریښنا اغیزه کوي. اړیکه (9) د MIMO انتن سیسټم DG ټاکي چې رامینځته کیږي، لکه څنګه چې په 31 کې تشریح شوي.
شکل 22b د وړاندیز شوي MIMO سیسټم DG ډیاګرام ښیي، چیرې چې د DG ارزښت 10 dB ته ډیر نږدې دی. د ډیزاین شوي MIMO سیسټم د ټولو انتنونو DG ارزښتونه له 9.98 dB څخه ډیر دي.
جدول 1 وړاندیز شوی میټاسرفیس MIMO انتن په دې وروستیو کې ورته ورته MIMO سیسټمونو سره پرتله کوي. پرتله کول د فعالیت مختلف پیرامیټونه په پام کې نیسي ، پشمول د بینډ ویت ، لاسته راوړنې ، اعظمي انزوا ، عمومي موثریت ، او تنوع فعالیت. څیړونکو په 5, 44, 45, 46, 47 کې د لاسته راوړنو او جلا کولو تخنیکونو سره د MIMO انتن مختلف پروټوټایپونه وړاندې کړي دي. د مخکینیو خپرو شویو کارونو سره په پرتله، د میټاسرفیس انعکاس کونکي وړاندیز شوی MIMO سیسټم د بډ ویت، لاسته راوړنې، او انزوا په شرایطو کې دوی ته ښه والی ورکوي. برسیره پردې، د ورته انتنونو په پرتله چې راپور شوي، د MIMO پرمختللی سیسټم په کوچنۍ اندازې کې د غوره تنوع فعالیت او عمومي موثریت څرګندوي. که څه هم هغه انتنونه چې په 5.46 برخه کې تشریح شوي زموږ د وړاندیز شوي انتنونو په پرتله لوړ انتنونه لري، دا انتنونه د لوی اندازې، ټیټ ګټې، تنګ بینډ ویت، او د MIMO ضعیف فعالیت څخه رنځ وړي. په 45 کې وړاندیز شوی 4-پورټ MIMO انتن د لوړې لاسته راوړنې او موثریت ښکارندوی کوي، مګر ډیزاین یې ټیټ انزوا، لوی اندازه، او ضعیف تنوع فعالیت لري. له بلې خوا، په 47 کې وړاندیز شوی د کوچنۍ اندازې انتن سیسټم خورا ټیټه ګټه او عملیاتي بینډ ویت لري، پداسې حال کې چې زموږ وړاندیز شوی MS پر بنسټ 4-پورټ MIMO سیسټم کوچنی اندازه، لوړ لاسته راوړنه، لوړ انزوا او غوره فعالیت MIMO څرګندوي. په دې توګه، وړاندیز شوی میټاسرفیس MIMO انتن کولی شي د فرعي 6 GHz 5G مخابراتي سیسټمونو لپاره لوی کاندید شي.
د څلور پورټ میټاسرفیس انعکاس کونکي پراساس پراخه بانډ MIMO انتن د لوړې ګټې او جلا کولو سره وړاندیز شوی ترڅو د 6 GHz لاندې د 5G غوښتنلیکونو ملاتړ وکړي. د مایکروسټریپ کرښه د مربع وړانګو برخه تغذیه کوي ، کوم چې د یو مربع لخوا په ډیګونال کونجونو کې قطع کیږي. وړاندیز شوی MS او انټینا ایمیټر د راجرز RT5880 سره ورته سبسټریټ موادو باندې پلي کیږي ترڅو د لوړ سرعت 5G مخابراتو سیسټمونو کې غوره فعالیت ترلاسه کړي. د MIMO انټینا پراخه لړۍ او لوړې لاسته راوړنې لري، او د MIMO اجزاوو او غوره موثریت تر منځ غږ انزوا چمتو کوي. پرمختللي واحد انتن د 0.58؟ 0.58؟ 0.02 کوچني ابعاد لري؟ د 5 × 5 میټاسرفیس سرې سره ، د 4.56 GHz پراخه عملیاتي بینډ ویت ، 8 dBi لوړ لاسته راوړنه او غوره اندازه شوي موثریت چمتو کوي. وړاندیز شوی څلور پورټ MIMO انتن (2 × 2 سرې) د هر وړاندیز شوي واحد انتن سره د 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ ابعادو سره د هر وړاندیز شوي واحد انتن سره په ترتیب سره ډیزاین شوی. دا سپارښتنه کیږي چې د 12mm لوړ MIMO انتن الندې د 10 × 10 MM سرې راټول کړئ، کوم چې کولی شي د شاتنۍ وړانګې کمې کړي او د MIMO اجزاوو ترمنځ دوه اړخیزه جوړه کمه کړي، په دې توګه د ګټې او انزوا ښه کول. تجربوي او سمولو پایلې ښیې چې د MIMO پروټوټایپ رامینځته شوی کولی شي د 3.08–7.75 GHz پراخه فریکونسۍ کې کار وکړي ، د 5G سپیکٹرم تر 6 GHz لاندې پوښي. برسېره پردې، وړاندیز شوی MS-based MIMO انتن د 2.9 dBi لخوا خپله لاسته راوړنه ښه کوي، د 8.3 dBi اعظمي ګټه ترلاسه کوي، او د MIMO اجزاوو تر مینځ غوره انزوا (> 15.5 dB) چمتو کوي، د MS ونډه تاییدوي. برسېره پردې، وړاندیز شوی MIMO انتن د 82٪ لوړ اوسط ټولیز موثریت او د 22 ملي مترو په منځ کې د ټیټ عنصر فاصله لري. انتن د MIMO تنوع غوره فعالیت ښیې پشمول خورا لوړ DG (د 9.98 dB څخه ډیر) ، خورا ټیټ ECC (له 0.004 څخه کم) او د یو اړخیز وړانګو نمونه. د اندازه کولو پایلې د سمولو پایلو سره خورا ورته دي. دا ځانګړتیاوې تاییدوي چې د څلور پورټ MIMO انتن سیسټم د فرعي 6 GHz فریکونسۍ رینج کې د 5G مخابراتي سیسټمونو لپاره د اعتبار وړ انتخاب کیدی شي.
کاوین کولی شي 400-6000MHz پراخه پی سی بی انټینا چمتو کړي ، او ستاسو د اړتیا سره سم د نوي انتن ډیزاین کولو ملاتړ وکړي ، مهرباني وکړئ پرته له کوم ځنډ پرته موږ سره اړیکه ونیسئ که تاسو کومه غوښتنه لرئ.