ניצן מעטאַסורפאַסיז צו פֿאַרבעסערן געווינס און אפגעזונדערטקייט פון וויידבאַנד פּקב אַנטענאַז פֿאַר 5G סאַב-6 GHz קאָמוניקאַציע סיסטעמען

די אַרבעט לייגט אַ סאָליד ינאַגרייטיד מולטי-ינפּוט קייפל-רעזולטאַט (MIMO) מעטאַסורפאַסע (MS) וויידבאַנד אַנטענע פֿאַר סאַב-6 GHz פינפט דור (5G) וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעמען. די קלאָר ווי דער טאָג נייַקייַט פון די פארגעלייגט MIMO סיסטעם איז זיין ברייט אַפּערייטינג באַנדווידט, הויך געווינס, קליין ינטערקאָמפּאָנענט קלעאַראַנסעס און ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט אין די MIMO קאַמפּאָונאַנץ. די שטראַלנדיק אָרט פון די אַנטענע איז טרונקייטיד דייאַגאַנאַלי, טייל גראָונדעד, און מעטאַ סערפאַסיז זענען געניצט צו פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון די אַנטענע. די פארגעלייגט פּראָוטאַטייפּ ינאַגרייטיד איין MS אַנטענע האט מיניאַטורע דימענשאַנז פון 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. סימיאַליישאַן און מעזשערמאַנט רעזולטאַטן באַווייַזן וויידבאַנד פאָרשטעלונג פון 3.11 גהז צו 7.67 גהז, אַרייַנגערעכנט די העכסטן געווינען אַטשיווד פון 8 דבי. די פיר-עלעמענט MIMO סיסטעם איז דיזיינד אַזוי אַז יעדער אַנטענע איז אָרטאָגאָנאַל צו יעדער אנדערער מיט אַ סאָליד גרייס און וויידבאַנד פאָרשטעלונג פון 3.2 צו 7.6 GHz. די פארגעלייגט MIMO פּראָוטאַטייפּ איז דיזיינד און פאַבריקייטיד אויף Rogers RT5880 סאַבסטרייט מיט נידעריק אָנווער און מיניאַטוריזעד דימענשאַנז פון 1.05? 1.05? 0.02?, און זייַן פאָרשטעלונג איז עוואַלואַטעד ניצן די פארגעלייגט קוואַדראַט פארמאכט רינג רעזאַנאַטאָר מענגע מיט אַ 10 X 10 שפּאַלטן רינג. די גרונט מאַטעריאַל איז די זעלבע. די פארגעלייגט באַקפּליין מעטאַסורפאַסע ראַדוסאַז באטייטיק אַנטענע צוריק ראַדיאַציע און מאַניפּיאַלייץ ילעקטראָומאַגנעטיק פעלדער, דערמיט ימפּרוווינג די באַנדווידט, געווינען און אפגעזונדערטקייט פון MIMO קאַמפּאָונאַנץ. קאַמפּערד מיט יגזיסטינג MIMO אַנטענאַז, די פארגעלייגט 4-פּאָרט MIMO אַנטענע אַטשיווז אַ הויך געווינס פון 8.3 dBi מיט אַ דורכשניטלעך קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון אַרויף צו 82% אין די 5G סוב-6 GHz באַנד און איז אין גוט העסקעם מיט די געמאסטן רעזולטאַטן. דערצו, די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענע יגזיבאַץ ויסגעצייכנט פאָרשטעלונג אין טערמינען פון קאָנווערט קאָראַליישאַן קאָואַפישאַנט (ECC) פון ווייניקער ווי 0.004, דייווערסיטי געווינען (DG) פון וועגן 10 dB (> 9.98 dB) און הויך אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ (> 15.5 dB). טשאַראַקטעריסטיקס. אזוי, די פארגעלייגט MS-באזירט MIMO אַנטענע קאַנפערמז זייַן אָנווענדלעך פֿאַר סאַב-6 GHz 5G קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס.
5G טעכנאָלאָגיע איז אַן גלייבן אנטוויקלונג אין וויירליס קאָמוניקאַציע וואָס וועט געבן פאַסטער און מער זיכער נעטוואָרקס פֿאַר ביליאַנז פון קאָננעקטעד דעוויסעס, צושטעלן באַניצער יקספּיריאַנסיז מיט "נול" לייטאַנסי (לייטאַנסי פון ווייניקער ווי 1 מיליסעקאַנד) און באַקענען נייַע טעקנאַלאַדזשיז, אַרייַנגערעכנט עלעקטראָניק. מעדיצינישע זאָרג, אינטעלעקטואַל בילדונג. , קלוג שטעט, קלוג האָמעס, ווירטואַל פאַקט (VR), קלוג פאבריקן און די אינטערנעט פון וועהיקלעס (IOV) טשאַנגינג אונדזער לעבן, געזעלשאַפט און ינדאַסטריז1,2,3. פעדעראלע קאָמוניקאַציע קאַמישאַן (FCC) דיוויידז די 5G ספּעקטרום אין פיר אָפטקייַט באַנדס4. די אָפטקייַט באַנד אונטער 6 GHz איז פון אינטערעס צו ריסערטשערז ווייַל עס אַלאַוז לאַנג-ווייַטקייט קאָמוניקאַציע מיט הויך דאַטן רייץ 5,6. די סאַב-6 GHz 5G ספּעקטרום אַלאַקיישאַן פֿאַר גלאבאלע 5G קאָמוניקאַציע איז געוויזן אין פיגורע 1, וואָס ינדיקייץ אַז אַלע לענדער באַטראַכטן סאַב-6 GHz ספּעקטרום פֿאַר 5G קאָמוניקאַציע7,8. אַנטענאַז זענען אַ וויכטיק טייל פון 5G נעטוואָרקס און וועט דאַרפן מער באַזע סטאַנציע און באַניצער וואָקזאַל אַנטענאַז.
מיקראָסטראַפּ לאַטע אַנטענאַז האָבן די אַדוואַנטידזשיז פון טינאַס און פלאַך סטרוקטור, אָבער זענען לימיטעד אין באַנדווידט און גיינז 9,10, אַזוי פיל פאָרשונג איז דורכגעקאָכט צו פאַרגרעסערן די געווינס און באַנדווידט פון די אַנטענע; אין די לעצטע יאָרן, מעטאַסורפאַסיז (MS) זענען וויידלי געניצט אין אַנטענע טעקנאַלאַדזשיז, ספּעציעל צו פֿאַרבעסערן געווינס און טרופּוט11,12, אָבער, די אַנטענאַז זענען לימיטעד צו אַ איין פּאָרט; MIMO טעכנאָלאָגיע איז אַ וויכטיק אַספּעקט פון וויירליס קאָמוניקאַציע ווייַל עס קענען נוצן קייפל אַנטענאַז סיימאַלטייניאַסלי צו יבערשיקן דאַטן, דערמיט ימפּרוווינג דאַטן רייץ, ספּעקטראַל עפעקטיווקייַט, קאַנאַל קאַפּאַציטעט און רילייאַבילאַטי 13,14,15. MIMO אַנטענאַז זענען פּאָטענציעל קאַנדאַדייץ פֿאַר 5G אַפּלאַקיישאַנז ווייַל זיי קענען יבערשיקן און באַקומען דאַטן איבער קייפל טשאַנאַלז אָן ריקוויירינג נאָך מאַכט 16,17. די קעגנצייַטיק קאַפּלינג ווירקונג צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ דעפּענדס אויף די אָרט פון די MIMO עלעמענטן און די געווינען פון די MIMO אַנטענע, וואָס איז אַ הויפּט אַרויסרופן פֿאַר ריסערטשערז. פיגיערז 18, 19 און 20 ווייַזן פאַרשידן MIMO אַנטענאַז אַפּערייטינג אין די 5G סוב-6 GHz באַנד, אַלע דעמאַנסטרייטינג גוט MIMO אפגעזונדערטקייט און פאָרשטעלונג. אָבער, די געווינס און אַפּערייטינג באַנדווידט פון די פארגעלייגט סיסטעמען זענען נידעריק.
מעטאַמאַטעריאַלז (ממס) זענען נייַע מאַטעריאַלס וואָס טאָן ניט עקסיסטירן אין נאַטור און קענען מאַניפּולירן ילעקטראָומאַגנעטיק כוואליעס, און דערמיט פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון אַנטענאַז 21,22,23,24. MM איז איצט וויידלי געניצט אין אַנטענע טעכנאָלאָגיע צו פֿאַרבעסערן די ראַדיאַציע מוסטער, באַנדווידט, געווינען און אפגעזונדערטקייט צווישן אַנטענע עלעמענטן און וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעמען, ווי דיסקאַסט אין 25, 26, 27, 28. אין 2029, אַ פיר-עלעמענט MIMO סיסטעם באזירט אויף מעטאַסורפאַסע, אין וואָס די אַנטענע אָפּטיילונג איז סאַנדוויטשד צווישן די מעטאַסורפאַסע און דער ערד אָן אַ לופט ריס, וואָס ימפּרוווז MIMO פאָרשטעלונג. אָבער, דעם פּלאַן האט אַ גרעסערע גרייס, נידעריקער אַפּערייטינג אָפטקייַט און קאָמפּלעקס סטרוקטור. אַן ילעקטראָומאַגנעטיק באַנדגאַפּ (EBG) און ערד שלייף זענען אַרייַנגערעכנט אין די פארגעלייגט 2-פּאָרט וויידבאַנד MIMO אַנטענע צו פֿאַרבעסערן די אפגעזונדערטקייט פון MIMO30 קאַמפּאָונאַנץ. די דיזיינד אַנטענע האט גוט MIMO דייווערסיטי פאָרשטעלונג און ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט צווישן צוויי MIMO אַנטענאַז, אָבער מיט בלויז צוויי MIMO קאַמפּאָונאַנץ, די געווינס וועט זיין נידעריק. אין אַדישאַן, אין 31 אויך פארגעלייגט אַן הינטער-ווידעבאַנד (UWB) צווייענדיק-פּאָרט MIMO אַנטענע און ינוועסטאַגייטאַד זיין MIMO פאָרשטעלונג מיט מעטאַמאַטעריאַלז. כאָטש די אַנטענע איז טויגעוודיק פון UWB אָפּעראַציע, די געווינס איז נידעריק און די אפגעזונדערטקייט צווישן די צוויי אַנטענאַז איז נעבעך. די אַרבעט אין 32 לייגט אַ 2-פּאָרט MIMO סיסטעם וואָס ניצט ילעקטראָומאַגנעטיק באַנדגאַפּ (EBG) רעפלעקטאָרס צו פאַרגרעסערן די געווינס. כאָטש די דעוועלאָפּעד אַנטענע מענגע האט הויך געווינס און גוט MIMO דייווערסיטי פאָרשטעלונג, די גרויס גרייס מאכט עס שווער צו צולייגן אין דער ווייַטער דור קאָמוניקאַציע דעוויסעס. אן אנדער רעפלעקטאָר-באזירט בראָדבאַנד אַנטענע איז דעוועלאָפּעד אין 33, ווו די רעפלעקטאָר איז ינאַגרייטיד אונטער די אַנטענע מיט אַ גרעסערע 22 מם ריס, מיט אַ נידעריקער שפּיץ געווינען פון 4.87 דב. פּאַפּיר 34 דיזיינז אַ פיר-פּאָרט MIMO אַנטענע פֿאַר mmWave אַפּלאַקיישאַנז, וואָס איז ינאַגרייטיד מיט די MS שיכטע צו פֿאַרבעסערן די אפגעזונדערטקייט און געווינען פון די MIMO סיסטעם. אָבער, די אַנטענע גיט גוט געווינס און אפגעזונדערטקייט, אָבער האט לימיטעד באַנדווידט און נעבעך מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס רעכט צו דער גרויס לופט ריס. סימילאַרלי, אין 2015, אַ דריי-פּער, 4-פּאָרט באָווטי-שייפּט מעטאַסורפאַסע-ינאַגרייטיד MIMO אַנטענע איז דעוועלאָפּעד פֿאַר mmWave קאָמוניקאַציע מיט אַ מאַקסימום געווינס פון 7.4 dBi. B36 MS איז גענוצט אויף די צוריק פון אַ 5G אַנטענע צו פאַרגרעסערן די אַנטענע געווינען, ווו די מעטאַסורפאַסע אַקט ווי אַ רעפלעקטאָר. אָבער, די MS סטרוקטור איז אַסיממעטריק און ווייניקער ופמערקזאַמקייט איז באַצאָלט צו די אַפּאַראַט צעל סטרוקטור.
לויט די רעזולטאַטן פון די אויבן אַנאַליסיס, קיין פון די אויבן אַנטענאַז האָבן הויך געווינס, ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט, MIMO פאָרשטעלונג און וויידבאַנד קאַווערידזש. דעריבער, עס איז נאָך אַ נויט פֿאַר אַ מעטאַסורפאַסע MIMO אַנטענע וואָס קענען דעקן אַ ברייט קייט פון 5G ספּעקטרום פריקוואַנסיז אונטער 6 GHz מיט הויך געווינען און אפגעזונדערטקייט. קאָנסידערינג די לימיטיישאַנז פון די אויבן-דערמאנט ליטעראַטור, אַ ווידעבאַנד פיר-עלעמענט MIMO אַנטענע סיסטעם מיט הויך געווינען און ויסגעצייכנט דייווערסיטי פאָרשטעלונג איז פארגעלייגט פֿאַר סאַב-6 GHz וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעמען. אין אַדישאַן, די פארגעלייגט MIMO אַנטענע יגזיבאַץ ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ, קליין עלעמענט גאַפּס און הויך ראַדיאַציע עפעקטיווקייַט. די אַנטענע לאַטע איז טראַנגקייטיד דייאַגאַנאַלי און געשטעלט אויף שפּיץ פון די מעטאַסערפאַסע מיט אַ 12 מם לופט ריס, וואָס ריפלעקס צוריק ראַדיאַציע פון ​​די אַנטענע און ימפּרוווז אַנטענע געווינען און דירעקטיוויטי. אין אַדישאַן, די פארגעלייגט איין אַנטענע איז געניצט צו שאַפֿן אַ פיר-עלעמענט MIMO אַנטענע מיט העכער MIMO פאָרשטעלונג דורך פּאַזישאַנינג יעדער אַנטענע אָרטאָגאָנאַלי צו יעדער אנדערער. די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענע איז דעמאָלט ינאַגרייטיד אויף שפּיץ פון אַ 10 × 10 MS מענגע מיט אַ קופּער באַקפּליין צו פֿאַרבעסערן ימישאַן פאָרשטעלונג. דער פּלאַן פֿעיִקייטן אַ ברייט אָפּערייטינג קייט (3.08-7.75 GHz), הויך געווינס פון 8.3 dBi און הויך דורכשניטלעך קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון 82%, ווי געזונט ווי ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט פון מער ווי -15.5 dB צווישן MIMO אַנטענע קאַמפּאָונאַנץ. די דעוועלאָפּעד MS-באזירט MIMO אַנטענע איז געווען סימיאַלייטיד ניצן 3 ד ילעקטראָומאַגנעטיק ווייכווארג פּעקל CST Studio 2019 און וואַלאַדייטאַד דורך יקספּערמענאַל שטודיום.
דער אָפּטיילונג גיט אַ דיטיילד הקדמה צו די פארגעלייגט אַרקאַטעקטשער און איין אַנטענע פּלאַן מעטאַדאַלאַדזשי. אין אַדישאַן, די סימיאַלייטיד און באמערקט רעזולטאַטן זענען דיסקאַסט אין דעטאַל, אַרייַנגערעכנט צעוואָרפן פּאַראַמעטערס, געווינען און קוילעלדיק עפעקטיווקייַט מיט און אָן מעטאַסורפאַסיז. די פּראָוטאַטייפּ אַנטענע איז דעוועלאָפּעד אויף אַ ראָגערס 5880 דיעלעקטריק סאַבסטרייט מיט נידעריק אָנווער מיט אַ גרעב פון 1.575 מם מיט אַ דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון 2.2. צו אַנטוויקלען און סימולירן דעם פּלאַן, די ילעקטראָומאַגנעטיק סימיאַלייטער פּעקל CST סטודיאָ 2019 איז געניצט.
פיגורע 2 ווייזט די פארגעלייגט אַרקאַטעקטשער און פּלאַן מאָדעל פון אַ איין-עלעמענט אַנטענע. לויט געזונט-געגרינדעט מאַטאַמאַטיקאַל יקווייזשאַנז 37, די אַנטענע באשטייט פון אַ לינעאַרלי פאסטעכער קוואַדראַט ראַדיאַטינג אָרט און אַ קופּער ערד פלאַך (ווי דיסקרייבד אין שריט 1) און רעזאַנייץ מיט אַ זייער שמאָל באַנדווידט ביי 10.8 GHz, ווי געוויזן אין פיגורע 3 ב. די ערשט גרייס פון די אַנטענע קאַלאָריפער איז באשלאסן דורך די פאלגענדע מאַטאַמאַטיקאַל שייכות37:
ווו \(P_{L}\) און \(P_{w}\) זענען די לענג און ברייט פון די לאַטע, c רעפּראַזענץ די גיכקייַט פון ליכט, \(\gamma_{r}\) איז די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון די סאַבסטרייט . , \(\gamma_{ref }\) רעפּראַזענץ די עפעקטיוו דיעלעקטריק ווערט פון די ראַדיאַציע אָרט, \(\Delta L\) רעפּראַזענץ די ענדערונג אין אָרט לענג. די אַנטענע באַקפּליין איז אָפּטימיזעד אין די רגע בינע, ינקריסינג די ימפּידאַנס באַנדווידט טראָץ די זייער נידעריק ימפּידאַנס באַנדווידט פון 10 דב. אין די דריט בינע, די פידער שטעלע איז אריבערגעפארן צו די רעכט, וואָס ימפּרוווז די ימפּידאַנס באַנדווידט און ימפּידאַנס ריכטן פון די פארגעלייגט אַנטענע 38. אין דעם בינע, די אַנטענע דעמאַנסטרייץ אַ ויסגעצייכנט אַפּערייטינג באַנדווידט פון 4 GHz און אויך קאָווערס די ספּעקטרום אונטער 6 GHz אין 5G. דער פערט און לעצט בינע ינוואַלווז עטשינג קוואַדראַט גרוווז אין פאַרקערט עקן פון די ראַדיאַציע אָרט. דער שפּעלטל יקספּאַנדז באטייטיק די 4.56 גהז באַנדווידט צו דעקן סוב-6 גהז 5 ג ספּעקטרום פון 3.11 גהז צו 7.67 גהז, ווי געוויזן אין פיגורע 3 ב. פראָנט און דנאָ פּערספּעקטיוו קוקן פון די פארגעלייגט פּלאַן זענען געוויזן אין פיגורע 3 אַ, און די לעצט אָפּטימיזעד פארלאנגט פּלאַן פּאַראַמעטערס זענען ווי גייט: סל = 40 מם, פּוו = 18 מם, PL = 18 מם, גל = 12 מם, פל = 11. מם, פוו = 4 .7 מם, ק 1 = 2 מם, ק 2 = 9.65 מם, ק 3 = 1.65 מם.
(אַ) די שפּיץ און דערציען קוקן פון די דיזיינד איין אַנטענע (CST STUDIO SUITE 2019). (ב) ס-פּאַראַמעטער ויסבייג.
מעטאַסורפאַסע איז אַ טערמין וואָס רעפערס צו אַ פּעריאָדיש מענגע פון ​​אַפּאַראַט סעלז ליגן אין אַ זיכער ווייַטקייט פון יעדער אנדערער. מעטאַסורפאַסיז זענען אַן עפעקטיוו וועג צו פֿאַרבעסערן אַנטענע ראַדיאַציע פאָרשטעלונג, אַרייַנגערעכנט באַנדווידט, געווינען און אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ. רעכט צו דער השפּעה פון פּראַפּאַגיישאַן פון ייבערפלאַך כוואַליע, מעטאַסורפאַסיז דזשענערייט נאָך רעסאָנאַנסעס וואָס ביישטייערן צו ימפּרוווד אַנטענע פאָרשטעלונג39. די אַרבעט לייגט אַן עפּסילאָן-נעגאַטיוו מעטאַמאַטעריעל (מם) אַפּאַראַט אַפּערייטינג אין די 5G באַנד אונטער 6 GHz. די מם מיט אַ ייבערפלאַך שטח פון 8 מם × 8 מם איז דעוועלאָפּעד אויף אַ נידעריק אָנווער ראָגערס 5880 סאַבסטרייט מיט אַ דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון 2.2 און אַ גרעב פון 1.575 מם. די אָפּטימיזעד MM רעסאָנאַטאָר לאַטע באשטייט פון אַ ינער קייַלעכיק שפּאַלטן רינג פארבונדן צו צוויי מאַדאַפייד ויסווייניקסט שפּאַלטן רינגס, ווי געוויזן אין פיגורע 4 אַ. פיגור 4 אַ סאַמערייזיז די לעצט אָפּטימיזעד פּאַראַמעטערס פון די פארגעלייגט MM סעטאַפּ. דערנאָך, 40 × 40 מם און 80 × 80 מם מעטאַסורפאַסע לייַערס זענען דעוועלאָפּעד אָן אַ קופּער באַקפּליין און מיט אַ קופּער באַקפּליין ניצן 5 × 5 און 10 × 10 צעל ערייז ריספּעקטיוולי. די פארגעלייגט MM סטרוקטור איז געווען מאָדעלעד מיט 3 ד ילעקטראָומאַגנעטיק מאָדעלינג ווייכווארג "CST סטודיאָ סוויט 2019". א פאַבריקייטיד פּראָוטאַטייפּ פון די פארגעלייגט MM מענגע סטרוקטור און מעזשערמאַנט סעטאַפּ (צווייענדיק-פּאָרט נעץ אַנאַליזער PNA און וואַוועגויד פּאָרט) איז געוויזן אין פיגורע 4ב צו וואַלאַדייט די CST סימיאַליישאַן רעזולטאַטן דורך אַנאַלייזינג די פאַקטיש ענטפער. די מעזשערמאַנט סעטאַפּ געוויינט אַ Agilent PNA סעריע נעץ אַנאַליזער אין קאָמבינאַציע מיט צוויי וואַוועגייד קאָואַקסיאַל אַדאַפּטערז (A-INFOMW, טייל נומער: 187WCAS) צו שיקן און באַקומען סיגנאַלז. א פּראָוטאַטייפּ 5 × 5 מענגע איז געשטעלט צווישן צוויי וואַוועגייד קאָואַקסיאַל אַדאַפּטערז פארבונדן דורך קאָואַקסיאַל קאַבלע צו אַ צוויי-פּאָרט נעץ אַנאַליזער (Agilent PNA N5227A). די Agilent N4694-60001 קאַלאַבריישאַן ינווענטאַר איז געניצט צו קאַלאַברייט די נעץ אַנאַליזער אין אַ פּילאָט פאַבריק. די סימיאַלייטיד און CST באמערקט צעוואָרפן פּאַראַמעטערס פון די פארגעלייגט פּראָוטאַטייפּ MM מענגע זענען געוויזן אין פיגורע 5 אַ. עס קענען זיין געזען אַז די פארגעלייגט MM סטרוקטור רעזאַנייץ אין די 5G אָפטקייַט קייט אונטער 6 GHz. טראָץ דעם קליין חילוק אין באַנדווידט פון 10 דב, די סימיאַלייטיד און יקספּערמענאַל רעזולטאַטן זענען זייער ענלעך. די רעזאַנאַנט אָפטקייַט, באַנדווידט און אַמפּליטוד פון די באמערקט אפקלאנג זענען אַ ביסל אַנדערש פון די סימיאַלייטיד אָנעס, ווי געוויזן אין פיגורע 5 אַ. די דיפעראַנסיז צווישן באמערקט און סימיאַלייטיד רעזולטאַטן זענען רעכט צו מאַנופאַקטורינג ימפּערפעקשאַנז, קליין קלעאַראַנסעס צווישן די פּראָוטאַטייפּ און די וואַוועגייד פּאָרץ, קאַפּלינג יפעקץ צווישן די וואַוועגייד פּאָרץ און מענגע קאַמפּאָונאַנץ, און מעזשערמאַנט טאָלעראַנץ. אין אַדישאַן, געהעריק פּלייסמאַנט פון די דעוועלאָפּעד פּראָוטאַטייפּ צווישן די וואַוועגייד פּאָרץ אין די יקספּערמענאַל סעטאַפּ קען רעזולטאַט אין אַ רעזאַנאַנס יבעררוק. אין אַדישאַן, אַנוואָנטיד ראַש איז באמערקט בעשאַס די קאַלאַבריישאַן פאַסע, וואָס געפֿירט צו דיסקרעפּאַנסיז צווישן די נומעריקאַל און געמאסטן רעזולטאַטן. אָבער, אַחוץ די שוועריקייטן, די פארגעלייגט MM מענגע פּראָוטאַטייפּ פּערפאָרמז גוט רעכט צו דער שטאַרק קאָראַליישאַן צווישן סימיאַליישאַן און עקספּערימענט, וואָס מאכט עס געזונט פּאַסיק פֿאַר סאַב-6 GHz 5G וויירליס קאָמוניקאַציע אַפּלאַקיישאַנז.
(אַ) אַפּאַראַט צעל דזשיאַמאַטרי (S1 = 8 מם, S2 = 7 מם, S3 = 5 מם, f1, f2, f4 = 0.5 מם, f3 = 0.75 מם, ה1 = 0.5 מם, ה2 = 1.75 מם) (CST) STUDIO SUITE) ) 2019) (ב) פאָטאָ פון די MM מעסטן סעטאַפּ.
(אַ) סימיאַליישאַן און וועראַפאַקיישאַן פון די סקאַטערינג פּאַראַמעטער קורוועס פון די מעטאַמאַטעריעל פּראָוטאַטייפּ. (ב) דיעלעקטריק קעסיידערדיק ויסבייג פון אַ מם אַפּאַראַט צעל.
באַטייַטיק עפעקטיוו פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי עפעקטיוו דיעלעקטריק קעסיידערדיק, מאַגנעטיק לעדוירעס און רעפראַקטיווע אינדעקס זענען געלערנט מיט די געבויט-אין פּאָסטן-פּראַסעסינג טעקניקס פון די CST ילעקטראָומאַגנעטיק סימיאַלייטער צו אַנאַלייז די נאַטור פון די MM אַפּאַראַט צעל ווייַטער. די עפעקטיוו מם פּאַראַמעטערס זענען באקומען פון די צעוואָרפן פּאַראַמעטערס ניצן אַ געזונט ריקאַנסטראַקשאַן אופֿן. די פאלגענדע טראַנסמיטטאַנס און אָפּשפּיגלונג קאָואַפישאַנט יקווייזשאַנז: (3) און (4) קענען ווערן גענוצט צו באַשטימען די רעפראַקטיווע אינדעקס און ימפּידאַנס (זען 40).
די פאַקטיש און ויסגעטראַכט טיילן פון דער אָפּעראַטאָר זענען רעפּריזענטיד דורך (.)' און (.)" ריספּעקטיוולי, און די גאַנץ ווערט מ קאָראַספּאַנדז צו די פאַקטיש רעפראַקטיווע אינדעקס. דיעלעקטריק קעסיידערדיק און לעדוירעס זענען באשלאסן דורך די פאָרמולאַס \(\varepsilon {} = {}n/z,\) און \(\mu = nz\), וואָס זענען באזירט אויף ימפּידאַנס און רעפראַקטיווע אינדעקס, ריספּעקטיוולי. די עפעקטיוו דיעלעקטריק קעסיידערדיק ויסבייג פון די מם סטרוקטור איז געוויזן אין פיגורע 5ב. אין די רעזאַנאַנץ אָפטקייַט, די עפעקטיוו דיעלעקטריק קעסיידערדיק איז נעגאַטיוו. פיגיערז 6 אַ, ב ווייַזן די יקסטראַקטיד וואַלועס פון עפעקטיוו לעדוירעס (μ) און עפעקטיוו רעפראַקטיווע אינדעקס (n) פון די פארגעלייגט אַפּאַראַט צעל. נאָוטאַבלי, די יקסטראַקטיד לעדוירעס ווייַזן positive פאַקטיש וואַלועס נאָענט צו נול, וואָס קאַנפערמז די עפּסילאָן-נעגאַטיוו (ENG) פּראָפּערטיעס פון די פארגעלייגט מם סטרוקטור. דערצו, ווי געוויזן אין פיגורע 6 אַ, די אפקלאנג ביי לעדוירעס נאָענט צו נול איז שטארק שייַכות צו די אפקלאנג אָפטקייַט. די דעוועלאָפּעד אַפּאַראַט צעל האט אַ נעגאַטיוו רעפראַקטיווע אינדעקס (Fig. 6b), וואָס מיטל אַז די פארגעלייגט מם קענען זיין געניצט צו פֿאַרבעסערן די אַנטענע פאָרשטעלונג21,41.
די דעוועלאָפּעד פּראָוטאַטייפּ פון אַ איין בראָדבאַנד אַנטענע איז געווען פאַבריקייטיד צו עקספּערימענטאַלי פּרובירן די פארגעלייגט פּלאַן. פיגיערז 7 אַ, ב ווייַזן בילדער פון די פארגעלייגט פּראָוטאַטייפּ איין אַנטענע, זייַן סטראַקטשעראַל פּאַרץ און די נאָענט-פעלד מעזשערמאַנט סעטאַפּ (SATIMO). צו פֿאַרבעסערן די אַנטענע פאָרשטעלונג, די דעוועלאָפּעד מעטאַסורפאַסע איז געשטעלט אין לייַערס אונטער די אַנטענע, ווי געוויזן אין פיגורע 8 אַ, מיט הייך ה. א איין 40 מם רענטגענ 40 מם טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסע איז געווען געווענדט צו די דערציען פון די איין אַנטענע מיט 12 מם ינטערוואַלז. אין דערצו, אַ מעטאַסורפאַסע מיט אַ באַקפּליין איז געשטעלט אויף די דערציען זייַט פון די איין אַנטענע אין אַ ווייַטקייט פון 12 מם. נאָך אַפּלייינג די מעטאַסורפאַסע, די איין אַנטענע ווייזט אַ באַטייטיק פֿאַרבעסערונג אין פאָרשטעלונג, ווי געוויזן אין Figures 1 און 2. Figures 8 און 9. Figure 8b ווייזט די סימיאַלייטיד און געמאסטן רעפלעקטאַנס פּלאַץ פֿאַר די איין אַנטענע אָן און מיט מעטאַסורפאַסיז. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די קאַווערידזש באַנד פון אַן אַנטענע מיט אַ מעטאַסערפאַסע איז זייער ענלעך צו די קאַווערידזש באַנד פון אַן אַנטענע אָן אַ מעטאַסערפאַסע. פיגיערז 9 אַ, ב ווייַזן אַ פאַרגלייַך פון די סימיאַלייטיד און באמערקט געווינס פון איין אַנטענע און קוילעלדיק עפעקטיווקייַט אָן און מיט MS אין די אַפּערייטינג ספּעקטרום. עס קענען זיין געזען אַז קאַמפּערד מיט די ניט-מעטאַסורפאַסע אַנטענע, די געווינס פון די מעטאַסורפאַסע אַנטענע איז באטייטיק ימפּרוווד, ינקריסינג פון 5.15 דבי צו 8 דבי. די געווינס פון די איין-שיכטע מעטאַסורפאַסע, צוויי-שיכטע מעטאַסורפאַסע און איין אַנטענע מיט באַקפּליין מעטאַסורפאַסע געוואקסן מיט 6 דבי, 6.9 דבי און 8 דבי ריספּעקטיוולי. קאַמפּערד מיט אנדערע מעטאַסורפאַסיז (איין-שיכטע און טאָפּל-שיכטע מק), די געווינס פון אַ איין מעטאַסורפאַסע אַנטענע מיט אַ קופּער באַקפּליין איז אַרויף צו 8 דבי. אין דעם פאַל, די מעטאַסערפאַסע אַקט ווי אַ רעפלעקטאָר, רידוסינג די אַנטענע ס צוריק ראַדיאַציע און מאַניפּיאַלייטינג די ילעקטראָומאַגנעטיק כוואליעס אין-פאַסע, דערמיט ינקריסינג די אַנטענע ס ראַדיאַציע עפעקטיווקייַט און דערפאר די געווינס. א לערנען פון די קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון אַ איין אַנטענע אָן און מיט מעטאַסורפאַסיז איז געוויזן אין פיגורע 9ב. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די עפעקטיווקייַט פון אַן אַנטענע מיט און אָן אַ מעטאַסורפאַסע איז כּמעט די זעלבע. אין דער נידעריקער אָפטקייַט קייט, די אַנטענע עפעקטיווקייַט דיקריסאַז אַ ביסל. די יקספּערמענאַל און סימיאַלייטיד גיינז און עפעקטיווקייַט קורוועס זענען אין גוט העסקעם. אָבער, עס זענען קליין דיפעראַנסיז צווישן די סימיאַלייטיד און טעסטעד רעזולטאַטן רעכט צו מאַנופאַקטורינג חסרונות, מעזשערמאַנט טאָלעראַנץ, סמאַ פּאָרט קשר אָנווער און דראָט אָנווער. אין אַדישאַן, די אַנטענע און MS רעפלעקטאָר זענען ליגן צווישן די ניילאָן ספּייסערז, וואָס איז אן אנדער אַרויסגעבן וואָס אַפעקץ די באמערקט רעזולטאַטן קאַמפּערד מיט די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן.
פיגורע (אַ) ווייזט די געענדיקט איין אַנטענע און די פֿאַרבונדן קאַמפּאָונאַנץ. (ב) נעאַר-פעלד מעזשערמאַנט סעטאַפּ (SATIMO).
(אַ) אַנטענע יקסייטיישאַן ניצן מעטאַסורפאַסע רעפלעקטאָרס (CST STUDIO SUITE 2019). (ב) סימיאַלייטיד און יקספּערמענאַל ריפלאַנסיז פון אַ איין אַנטענע אָן און מיט מיז.
סימיאַליישאַן און מעזשערמאַנט רעזולטאטן פון (אַ) די אַטשיווד געווינען און (ב) די קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון די פארגעלייגט מעטאַסורפאַסע ווירקונג אַנטענע.
שטראַל מוסטער אַנאַליסיס ניצן MS. איין-אַנטענע נעבן-פעלד מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט אין די SATIMO נעאַר-פיעלד עקספּערימענטאַל סוויווע פון ​​די UKM SATIMO נעאַר-פיעלד סיסטעמען לאַבאָראַטאָרי. פיגיערז 10 אַ, ב ווייַזן די סימיאַלייטיד און באמערקט E- פלאַך און H- פלאַך ראַדיאַציע פּאַטערנז ביי 5.5 GHz פֿאַר די פארגעלייגט איין אַנטענע מיט און אָן MS. די דעוועלאָפּעד איין אַנטענע (אָן MS) גיט אַ קאָנסיסטענט ביידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער מיט זייַט לאָוב וואַלועס. נאָך אַפּלייינג די פארגעלייגט MS רעפלעקטאָר, די אַנטענע גיט אַ ונידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער און ראַדוסאַז די מדרגה פון די צוריק לאָבעס, ווי געוויזן אין Figures 10a, b. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די פארגעלייגט איין אַנטענע ראַדיאַציע מוסטער איז מער סטאַביל און ונידירעקטיאָנאַל מיט זייער נידעריק צוריק און זייַט לאָבעס ווען ניצן אַ מעטאַסורפאַסע מיט אַ קופּער באַקפּליין. די פארגעלייגט מם מענגע רעפלעקטאָר ראַדוסאַז די צוריק און זייַט לאָבעס פון די אַנטענע בשעת ימפּרוווינג די ראַדיאַציע פאָרשטעלונג דורך דירעקטינג די קראַנט אין ונידירעקטיאָנאַל אינסטרוקציעס (Fig. 10a, b), דערמיט ינקריסינג די געווינען און דירעקטיוויטי. עס איז געווען באמערקט אַז די יקספּערמענאַל ראַדיאַציע מוסטער איז כּמעט פאַרגלייַכלעך צו די פון די CST סימיאַליישאַנז, אָבער אַ ביסל וועריד רעכט צו מיסאַליינמאַנט פון די פאַרשידן אַסעמבאַלד קאַמפּאָונאַנץ, מעזשערמאַנט טאָלעראַנץ און קאַבלע לאָססעס. אין אַדישאַן, אַ ניילאָן ספּייסער איז ינסערטאַד צווישן די אַנטענע און די MS רעפלעקטאָר, וואָס איז אן אנדער פּראָבלעם וואָס אַפעקץ די באמערקט רעזולטאַטן קאַמפּערד מיט די נומעריקאַל רעזולטאַטן.
די ראַדיאַציע מוסטער פון די דעוועלאָפּעד איין אַנטענע (אָן MS און מיט MS) אין אַ אָפטקייַט פון 5.5 GHz איז געווען סימיאַלייטיד און טעסטעד.
די פארגעלייגט MIMO אַנטענע דזשיאַמאַטרי איז געוויזן אין פיגורע 11 און כולל פיר איין אַנטענאַז. די פיר קאַמפּאָונאַנץ פון די MIMO אַנטענע זענען עריינדזשד אָרטאָגאָנאַלי צו יעדער אנדערער אויף אַ סאַבסטרייט פון דימענשאַנז 80 × 80 × 1.575 מם, ווי געוויזן אין פיגורע 11. די דיזיינד MIMO אַנטענע האט אַ ינטער-עלעמענט דיסטאַנסע פון ​​22 מם, וואָס איז קלענערער ווי די אַנטענע. ניראַסט קאָראַספּאַנדינג ינטער-עלעמענט ווייַטקייט פון די אַנטענע. MIMO אַנטענע דעוועלאָפּעד. אין דערצו, טייל פון די ערד פלאַך איז ליגן אין די זעלבע וועג ווי אַ איין אַנטענע. די רעפלעקטיווע וואַלועס פון די MIMO אַנטענאַז (S11, S22, S33 און S44) געוויזן אין פיגורע 12אַ ווייַזן די זעלבע נאַטור ווי אַ איין-עלעמענט אַנטענע רעזאַנייטינג אין די 3.2-7.6 GHz באַנד. דעריבער, די ימפּידאַנס באַנדווידט פון אַ MIMO אַנטענע איז פּונקט די זעלבע ווי אַז פון אַ איין אַנטענע. די קאַפּלינג ווירקונג צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ איז די הויפּט סיבה פֿאַר די קליין באַנדווידט אָנווער פון MIMO אַנטענאַז. פיגורע 12ב ווייזט די ווירקונג פון ינטערקאַנעקשאַן אויף MIMO קאַמפּאָונאַנץ, ווו די אָפּטימאַל אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ איז באשלאסן. די אפגעזונדערטקייט צווישן אַנטענאַז 1 און 2 איז די לאָואַסט ביי וועגן -13.6 דב, און די אפגעזונדערטקייט צווישן אַנטענאַז 1 און 4 איז די העכסטן ביי וועגן -30.4 דב. רעכט צו זיין קליין גרייס און ברייט באַנדווידט, די MIMO אַנטענע האט אַ נידעריקער געווינס און אַ נידעריקער טרופּוט. ינסאַליישאַן איז נידעריק, אַזוי געוואקסן ריינפאָרסמאַנט און ינסאַליישאַן זענען פארלאנגט;
פּלאַן מעקאַניזאַם פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע (אַ) שפּיץ מיינונג און (ב) ערד פלאַך. (CST Studio Suite 2019).
די דזשיאַמעטריק אָרדענונג און עקסייטיישאַן אופֿן פון די פארגעלייגט מעטאַסורפאַסע MIMO אַנטענע זענען געוויזן אין פיגורע 13אַ. א 10 קס 10 מם מאַטריץ מיט דימענשאַנז פון 80 קס 80 קס 1.575 מם איז דיזיינד פֿאַר די צוריק זייַט פון אַ 12 מם הויך MIMO אַנטענע, ווי געוויזן אין פיגורע 13 אַ. אַדדיטיאָנאַללי, מעטאַסורפאַסיז מיט קופּער באַקפּליינז זענען בדעה פֿאַר נוצן אין MIMO אַנטענאַז צו פֿאַרבעסערן זייער פאָרשטעלונג. די דיסטאַנסע צווישן די מעטאַסורפאַסע און די MIMO אַנטענע איז קריטיש צו דערגרייכן הויך געווינס בשעת אַלאַוינג קאַנסטראַקטיוו ינטערפיראַנס צווישן די כוואליעס דזשענערייטאַד דורך די אַנטענע און די שפיגלט פֿון די מעטאַסורפאַסע. ברייט מאָדעלינג איז געווען דורכגעקאָכט צו אַפּטאַמייז די הייך צווישן די אַנטענע און די מעטאַסורפאַסע, בשעת זיי האַלטן פערטל-כוואַליע סטאַנדאַרדס פֿאַר מאַקסימום געווינס און אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO עלעמענטן. די באַטייטיק ימפּרווומאַנץ אין MIMO אַנטענע פאָרשטעלונג אַטשיווד דורך ניצן מעטאַסורפאַסיז מיט באַקפּליינז קאַמפּערד מיט מעטאַסורפאַסיז אָן באַקפּליינז וועט זיין דעמאַנסטרייטיד אין סאַבסאַקוואַנט קאפיטלען.
(אַ) CST סימיאַליישאַן סעטאַפּ פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע ניצן MS (CST STUDIO SUITE 2019), (ב) רעפלעקטאַנס קורוועס פון די דעוועלאָפּעד MIMO סיסטעם אָן MS און מיט MS.
די רעפלעקטיאָנס פון MIMO אַנטענאַז מיט און אָן מעטאַסורפאַסיז זענען געוויזן אין פיגורע 13ב, ווו S11 און S44 זענען דערלאנגט רעכט צו דער כּמעט יידעניקאַל נאַטור פון אַלע אַנטענאַז אין די MIMO סיסטעם. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די -10 דב ימפּידאַנס באַנדווידט פון אַ MIMO אַנטענע אָן און מיט אַ איין מעטאַסערפאַסע איז כּמעט די זעלבע. אין קאַנטראַסט, די ימפּידאַנס באַנדווידט פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע איז ימפּרוווד דורך צווייענדיק-שיכטע MS און באַקקפּלאַנע MS. עס איז כדאי צו באמערקן אַז אָן MS, די MIMO אַנטענע גיט אַ פראַקשאַנאַל באַנדווידט פון 81.5% (3.2-7.6 GHz) קאָרעוו צו די צענטער אָפטקייַט. ינטאַגרייטינג די MS מיט די באַקפּלאַן ינקריסיז די ימפּידאַנס באַנדווידט פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע צו 86.3% (3.08-7.75 GHz). כאָטש צווייענדיק-שיכטע MS ינקריסיז טרופּוט, די פֿאַרבעסערונג איז ווייניקער ווי אַז פון MS מיט אַ קופּער באַקפּליין. דערצו, אַ צווייענדיק-שיכטע MC ינקריסיז די גרייס פון דער אַנטענע, ינקריסיז זייַן פּרייַז און לימאַץ זייַן קייט. די דיזיינד MIMO אַנטענע און מעטאַסורפאַסע רעפלעקטאָר זענען פאַבריקייטיד און וועראַפייד צו וואַלאַדייט די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן און אָפּשאַצן די פאַקטיש פאָרשטעלונג. פיגורע 14 אַ ווייַזן די פאַבריקייטיד MS שיכטע און MIMO אַנטענע מיט פאַרשידן קאַמפּאָונאַנץ פארזאמלט, בשעת פיגורע 14b ווייזט אַ פאָטאָגראַפיע פון ​​​​די דעוועלאָפּעד MIMO סיסטעם. די MIMO אַנטענע איז מאָונטעד אויף שפּיץ פון די מעטאַסורפאַסע מיט פיר ניילאָן ספּייסערז, ווי געוויזן אין פיגורע 14ב. פיגורע 15 אַ ווייַזן אַ מאָמענטבילד פון די יקספּערמענאַל סעטאַפּ פון לעבן-פעלד פון די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענע סיסטעם. א PNA נעץ אַנאַליזער (Agilent Technologies PNA N5227A) איז געניצט צו אָפּשאַצן צעוואָרפן פּאַראַמעטערס און צו אָפּשאַצן און קעראַקטערייז לעבן-פעלד ימישאַן קעראַקטעריסטיקס אין די UKM SATIMO Near-Field Systems Laboratory.
(אַ) פאָטאָס פון SATIMO נעבן פעלד מעזשערמאַנץ (ב) סימיאַלייטיד און יקספּערמענאַל קורוועס פון S11 MIMO אַנטענע מיט און אָן MS.
דער אָפּטיילונג גיט אַ קאָמפּאַראַטיווע לערנען פון די סימיאַלייטיד און באמערקט S- פּאַראַמעטערס פון די פארגעלייגט 5G MIMO אַנטענע. פיגורע 15ב ווייזט די יקספּערמענאַל רעפלעקטיווע פּלאַנעווען פון די ינאַגרייטיד 4-עלעמענט MIMO MS אַנטענע און קאַמפּערז עס מיט די CST סימיאַליישאַן רעזולטאַטן. די יקספּערמענאַל רעפלעקטיאָנס זענען געפונען צו זיין די זעלבע ווי די CST חשבונות, אָבער זענען געווען אַ ביסל אַנדערש רעכט צו מאַנופאַקטורינג חסרונות און יקספּערמענאַל טאָלעראַנץ. אין אַדישאַן, די באמערקט רעפלעקטיוואַנס פון די פארגעלייגט MS-באזירט MIMO פּראָוטאַטייפּ קאָווערס די 5G ספּעקטרום אונטער 6 GHz מיט אַ ימפּידאַנס באַנדווידט פון 4.8 GHz, וואָס מיטל אַז 5G אַפּלאַקיישאַנז זענען מעגלעך. אָבער, די געמאסטן רעזאַנאַנט אָפטקייַט, באַנדווידט און אַמפּליטוד זענען אַ ביסל אַנדערש פון די CST סימיאַליישאַן רעזולטאַטן. מאַנופאַקטורינג חסרונות, קאָאַקס-צו-סמאַ קאַפּלינג לאָססעס און דרויסנדיק מעזשערמאַנט סעטאַפּס קענען פאַרשאַפן דיפעראַנסיז צווישן געמאסטן און סימיאַלייטיד רעזולטאַטן. אָבער, טראָץ די שאָרטקאָמינגס, די פארגעלייגט MIMO פּערפאָרמז גוט, פּראַוויידינג שטאַרק העסקעם צווישן סימיאַליישאַנז און מעזשערמאַנץ, וואָס מאכט עס געזונט פּאַסיק פֿאַר סאַב-6 GHz 5G וויירליס אַפּלאַקיישאַנז.
די סימיאַלייטיד און באמערקט מימאָ אַנטענע געווינען קורוועס זענען געוויזן אין Figures 2 און 2. ווי געוויזן אין Figures 16a,b און 17a,b, ריספּעקטיוולי, די קעגנצייַטיק ינטעראַקשאַן פון MIMO קאַמפּאָונאַנץ איז געוויזן. ווען מעטאַסורפאַסיז זענען געווענדט צו MIMO אַנטענאַז, די אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO אַנטענאַז איז באטייטיק ימפּרוווד. די אפגעזונדערטקייט פּלאַץ צווישן די שכייניש אַנטענע עלעמענטן S12, S14, S23 און S34 ווייַזן ענלעך קורוועס, בשעת די דיאַגאָנאַל MIMO אַנטענאַז S13 און S42 ווייַזן אַ ענלעך הויך אפגעזונדערטקייט רעכט צו דער גרעסערע דיסטאַנסע צווישן זיי. די סימיאַלייטיד טראַנסמיסיע קעראַקטעריסטיקס פון שכייניש אַנטענאַז זענען געוויזן אין פיגורע 16אַ. עס איז כדאי צו באמערקן אַז אין די 5G אַפּערייטינג ספּעקטרום אונטער 6 GHz, די מינימום אפגעזונדערטקייט פון אַ MIMO אַנטענע אָן אַ מעטאַסורפאַסע איז -13.6 דב, און פֿאַר אַ מעטאַסערפאַסע מיט אַ באַקפּליין - 15.5 דב. די געווינס פּלאַנעווען (פיגורע 16 אַ) ווייזט אַז די באַקפּלאַנע מעטאַסורפאַסע ימפּרוווז די אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO אַנטענע עלעמענטן באטייטיק קאַמפּערד מיט איין- און טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסיז. אויף שכייניש אַנטענע עלעמענטן, איין- און טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסיז צושטעלן מינימום אפגעזונדערטקייט פון בעערעך -13.68 דב און -14.78 דב, און די קופּער באַקפּליין מעטאַסורפאַסע גיט בעערעך -15.5 דב.
סימיאַלייטיד אפגעזונדערטקייט קורוועס פון MIMO עלעמענטן אָן MS שיכטע און מיט MS שיכטע: (אַ) S12, S14, S34 און S32 און (ב) S13 און S24.
עקספּערימענטאַל געווינס קורוועס פון די פארגעלייגט MS-באזירט MIMO אַנטענאַז אָן און מיט: (אַ) S12, S14, S34 און S32 און (ב) S13 און S24.
די MIMO דיאַגאָנאַל אַנטענע געווינען פּלאַץ איידער און נאָך אַדינג די MS שיכטע זענען געוויזן אין פיגורע 16ב. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די מינימום אפגעזונדערטקייט צווישן דיאַגאָנאַל אַנטענאַז אָן אַ מעטאַסורפאַסע (אַנטענע 1 און 3) איז - 15.6 דב אַריבער די אַפּערייטינג ספּעקטרום, און אַ מעטאַסערפאַסע מיט אַ באַקפּליין איז - 18 דב. דער מעטאַססורפאַסע צוגאַנג באטייטיק ראַדוסאַז די קאַפּלינג יפעקץ צווישן דיאַגאָנאַל MIMO אַנטענאַז. די מאַקסימום ינסאַליישאַן פֿאַר אַ איין-שיכטע מעטאַסורפאַסע איז -37 דב, און פֿאַר אַ טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסע די ווערט איז -47 דב. די מאַקסימום אפגעזונדערטקייט פון די מעטאַסערפאַסע מיט אַ קופּער באַקפּליין איז -36.2 דב, וואָס דיקריסאַז מיט ינקריסינג אָפטקייַט קייט. קאַמפּערד מיט איין- און טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסיז אָן אַ באַקפּליין, מעטאַסורפאַסיז מיט אַ באַקפּליין צושטעלן העכער אפגעזונדערטקייט איבער די גאנצע פארלאנגט אַפּערייטינג אָפטקייַט קייט, ספּעציעל אין די 5G קייט אונטער 6 GHz, ווי געוויזן אין פיגיערז 16 אַ, ב. אין די מערסט פאָלקס און וויידלי געוויינט 5G באַנד אונטער 6 GHz (3.5 GHz), איין- און צווייענדיק-שיכטע מעטאַסורפאַסיז האָבן נידעריקער אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ ווי מעטאַסורפאַסיז מיט קופּער באַקפּליינז (כּמעט קיין MS) (זען פיגורע 16אַ), ב). די געווינס מעזשערמאַנץ זענען געוויזן אין פיגיערז 17 אַ, ב, וואָס ווייַזן די אפגעזונדערטקייט פון שכייניש אַנטענאַז (S12, S14, S34 און S32) און דיאַגאָנאַל אַנטענאַז (S24 און S13), ריספּעקטיוולי. ווי קענען זיין געזען פון די פיגיערז (Fig. 17 אַ, ב), די יקספּערמענאַל אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ אַגריז געזונט מיט די סימיאַלייטיד אפגעזונדערטקייט. כאָטש עס זענען מינערווערטיק דיפעראַנסיז צווישן די סימיאַלייטיד און געמאסטן CST וואַלועס רעכט צו מאַנופאַקטורינג חסרונות, סמאַ פּאָרט קאַנעקשאַנז און דראָט לאָססעס. אין אַדישאַן, די אַנטענע און MS רעפלעקטאָר זענען ליגן צווישן די ניילאָן ספּייסערז, וואָס איז אן אנדער אַרויסגעבן וואָס אַפעקץ די באמערקט רעזולטאַטן קאַמפּערד מיט די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן.
געלערנט די ייבערפלאַך קראַנט פאַרשפּרייטונג ביי 5.5 GHz צו ראַשאַנאַלייז די ראָלע פון ​​מעטאַסורפאַסיז אין רידוסינג קעגנצייַטיק קאַפּלינג דורך ייבערפלאַך כוואַליע סאַפּרעשאַן42. די ייבערפלאַך קראַנט פאַרשפּרייטונג פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע איז געוויזן אין פיגורע 18, ווו אַנטענע 1 איז געטריבן און די רעשט פון די אַנטענע איז טערמאַנייטיד מיט אַ 50 אָום מאַסע. ווען אַנטענע 1 איז ענערדזשייזד, באַטייטיק קעגנצייַטיק קאַפּלינג קעראַנץ וועט דערשייַנען ביי שכייניש אַנטענאַז ביי 5.5 GHz אין דער אַוועק פון אַ מעטאַסערפאַסע, ווי געוויזן אין פיגורע 18אַ. אויף די פאַרקערט, דורך די נוצן פון מעטאַסורפאַסיז, ​​​​ווי געוויזן אין פיגורע 18ב-ד, די אפגעזונדערטקייט צווישן שכייניש אַנטענאַז איז ימפּרוווד. עס זאָל זיין באמערקט אַז די ווירקונג פון קעגנצייַטיק קאַפּלינג פון שכייניש פעלדער קענען זיין מינאַמייזד דורך פּראַפּאַגייטינג די קאַפּלינג קראַנט צו שכייניש רינגס פון אַפּאַראַט סעלז און שכייניש MS אַפּאַראַט סעלז צוזאמען די MS שיכטע אין אַנטיפּאַראַלעל אינסטרוקציעס. ינדזשעקטינג קראַנט פון פונאנדערגעטיילט אַנטענאַז צו MS וניץ איז אַ שליסל אופֿן פֿאַר ימפּרוווינג אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ. ווי אַ רעזולטאַט, די קאַפּלינג קראַנט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ איז זייער רידוסט, און די אפגעזונדערטקייט איז אויך זייער ימפּרוווד. ווייַל די קאַפּלינג פעלד איז וויידלי פונאנדערגעטיילט אין די עלעמענט, די קופּער באַקפּליין מעטאַסורפאַסע יזאָלייץ די MIMO אַנטענע פֿאַרזאַמלונג באטייטיק מער ווי איין- און טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסיז (פיגורע 18ד). דערצו, די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענע האט זייער נידעריק באַקפּראָפּאַגיישאַן און זייַט פּראַפּאַגיישאַן, פּראַדוסינג אַ ונידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער, און דערמיט ינקריסינג די געווינען פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע.
ייבערפלאַך קראַנט פּאַטערנז פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע ביי 5.5 GHz (אַ) אָן מק, (ב) איין-שיכטע מק, (C) טאָפּל-שיכטע מק, און (ד) איין-שיכטע מק מיט קופּער באַקפּליין. (CST Studio Suite 2019).
אין די אַפּערייטינג אָפטקייַט, פיגורע 19 אַ ווייזט די סימיאַלייטיד און באמערקט גיינז פון די דיזיינד MIMO אַנטענע אָן און מיט מעטאַסורפאַסיז. די סימיאַלייטיד אַטשיווד געווינען פון די MIMO אַנטענע אָן מעטאַסורפאַסע איז 5.4 דבי, ווי געוויזן אין פיגורע 19אַ. רעכט צו דער קעגנצייַטיק קאַפּלינג ווירקונג צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ, די פארגעלייגט MIMO אַנטענע אַקשלי אַטשיווז 0.25 dBi העכער געווינען ווי אַ איין אַנטענע. די אַדישאַן פון מעטאַסורפאַסיז קענען צושטעלן באַטייַטיק גיינז און אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ. אזוי, די פארגעלייגט מעטאַסורפאַסע MIMO אַנטענע קענען דערגרייכן אַ הויך רעאַליזעד געווינען פון אַרויף צו 8.3 דבי. ווי געוויזן אין פיגורע 19 אַ, ווען אַ איין מעטאַסערפאַסע איז געניצט אויף די צוריק פון די MIMO אַנטענע, די געווינס ינקריסיז מיט 1.4 דבי. ווען די מעטאַסורפאַסע איז דאַבאַלד, די געווינס ינקריסיז מיט 2.1 דבי, ווי געוויזן אין פיגורע 19אַ. אָבער, די דערוואַרט מאַקסימום געווינס פון 8.3 דבי איז אַטשיווד ווען ניצן די מעטאַסורפאַסע מיט אַ קופּער באַקפּליין. נאָוטאַבלי, די מאַקסימום אַטשיווד געווינס פֿאַר די איין-שיכטע און טאָפּל-שיכטע מעטאַסורפאַסיז איז 6.8 דבי און 7.5 דבי ריספּעקטיוולי, בשעת די מאַקסימום אַטשיווד געווינס פֿאַר די דנאָ-שיכטע מעטאַסורפאַסע איז 8.3 דבי. די מעטאַסערפאַסע שיכטע אויף די צוריק זייַט פון די אַנטענע אַקט ווי אַ רעפלעקטאָר, ריפלעקטינג ראַדיאַציע פֿון די צוריק זייַט פון די אַנטענע און ימפּרוווינג די פראָנט-צו-צוריק (F/B) פאַרהעלטעניש פון די דיזיינד MIMO אַנטענע. אין אַדישאַן, די הויך ימפּידאַנס MS רעפלעקטאָר מאַניפּיאַלייץ ילעקטראָומאַגנעטיק כוואליעס אין-פאַסע, דערמיט קריייטינג נאָך אפקלאנג און ימפּרוווינג די ראַדיאַציע פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע. די MS רעפלעקטאָר אינסטאַלירן הינטער די MIMO אַנטענע קענען באטייטיק פאַרגרעסערן די אַטשיווד געווינען, וואָס איז באשטעטיקט דורך יקספּערמענאַל רעזולטאַטן. די באמערקט און סימיאַלייטיד גיינז פון די דעוועלאָפּעד פּראָוטאַטייפּ MIMO אַנטענע זענען כּמעט די זעלבע, אָבער, אין עטלעכע פריקוואַנסיז, די געמאסטן געווינען איז העכער ווי די סימיאַלייטיד געווינען, ספּעציעל פֿאַר MIMO אָן MS; די ווערייישאַנז אין יקספּערמענאַל געווינס זענען רעכט צו מעזשערמאַנט טאָלעראַנץ פון די ניילאָן פּאַדס, קאַבלע לאָססעס און קאַפּלינג אין די אַנטענע סיסטעם. דער שפּיץ געמאסטן געווינס פון די MIMO אַנטענע אָן די מעטאַסורפאַסע איז 5.8 דבי, בשעת די מעטאַסערפאַסע מיט אַ קופּער באַקפּליין איז 8.5 דבי. עס איז כדאי צו באמערקן אַז די פארגעלייגט גאַנץ 4-פּאָרט MIMO אַנטענע סיסטעם מיט MS רעפלעקטאָר יגזיבאַץ הויך געווינען אונטער יקספּערמענאַל און נומעריקאַל טנאָים.
סימיאַליישאַן און יקספּערמענאַל רעזולטאַטן פון (אַ) די אַטשיווד געווינען און (ב) די קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע מיט מעטאַסורפאַסע ווירקונג.
פיגורע 19ב ווייזט די קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט MIMO סיסטעם אָן און מיט מעטאַסורפאַסע רעפלעקטאָרס. אין פיגורע 19ב, די לאָואַסט עפעקטיווקייַט ניצן MS מיט באַקפּליין איז געווען איבער 73% (אַראָפּ צו 84%). די קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענאַז אָן MC און MC איז כּמעט די זעלבע מיט מינערווערטיק דיפעראַנסיז קאַמפּערד מיט די סימיאַלייטיד וואַלועס. די סיבות פֿאַר דעם זענען מעזשערמאַנט טאָלעראַנץ און די נוצן פון ספּייסערז צווישן די אַנטענע און די MS רעפלעקטאָר. די געמאסטן אַטשיווד געווינען און קוילעלדיק עפעקטיווקייַט איבער די גאנצע אָפטקייַט זענען כּמעט ענלעך צו די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן, וואָס ינדיקייץ אַז די פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט MIMO פּראָוטאַטייפּ איז ווי דערוואַרט און אַז די רעקאַמענדיד MS-באזירט MIMO אַנטענע איז פּאַסיק פֿאַר 5G קאָמוניקאַציע. רעכט צו ערראָרס אין יקספּערמענאַל שטודיום, דיפעראַנסיז עקסיסטירן צווישן די קוילעלדיק רעזולטאַטן פון לאַבאָראַטאָריע יקספּעראַמאַנץ און די רעזולטאַטן פון סימיאַליישאַנז. די פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט פּראָוטאַטייפּ איז אַפעקטאַד דורך ימפּידאַנס מיסמאַטש צווישן די אַנטענע און די סמאַ קאַנעקטער, קאָואַקסיאַל קאַבלע ספּלייס לאָססעס, סאַדערינג יפעקץ און די פּראַקסימאַטי פון פאַרשידן עלעקטראָניש דעוויסעס צו די יקספּערמענאַל סעטאַפּ.
פיגורע 20 באשרייבט די פּלאַן און אַפּטאַמאַזיישאַן פּראָגרעס פון די אַנטענע אין די פאָרעם פון אַ בלאָק דיאַגראַמע. דער בלאָק דיאַגראַמע גיט אַ שריט-דורך-שריט באַשרייַבונג פון די פּרינסאַפּאַלז פון די MIMO אַנטענע פּלאַן פארגעלייגט, ווי געזונט ווי די פּאַראַמעטערס וואָס שפּילן אַ שליסל ראָלע אין אָפּטימיזינג די אַנטענע צו דערגרייכן די פארלאנגט הויך געווינס און הויך אפגעזונדערטקייט איבער אַ ברייט אַפּערייטינג אָפטקייַט.
די נעאַר-פעלד MIMO אַנטענע מעזשערמאַנץ זענען געמאסטן אין די SATIMO נעאַר-פעלד עקספּערימענטאַל סוויווע אין די UKM SATIMO נעאַר-פיעלד סיסטעמען לאַבאָראַטאָריע. פיגיערז 21a,b ויסמאָלן די סימיאַלייטיד און באמערקט E- פלאַך און H- פלאַך ראַדיאַציע פּאַטערנז פון די קליימד MIMO אַנטענע מיט און אָן MS אין אַן אַפּערייטינג אָפטקייַט פון 5.5 GHz. אין די אָפּערייטינג אָפטקייַט קייט פון 5.5 GHz, די דעוועלאָפּעד ניט-MS MIMO אַנטענע גיט אַ קאָנסיסטענט ביידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער מיט זייַט לאָוב וואַלועס. נאָך אַפּלייינג די MS רעפלעקטאָר, די אַנטענע גיט אַ ונידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער און ראַדוסאַז די מדרגה פון די צוריק לאָבעס, ווי געוויזן אין Figures 21a, b. עס איז כדאי צו באמערקן אַז מיט אַ מעטאַסורפאַסע מיט אַ קופּער באַקפּלאַנע, די פארגעלייגט MIMO אַנטענע מוסטער איז מער סטאַביל און ונידירעקטיאָנאַל ווי אָן MS, מיט זייער נידעריק צוריק און זייַט לאָבעס. די פארגעלייגט מם מענגע רעפלעקטאָר ראַדוסאַז די צוריק און זייַט לאָבעס פון די אַנטענע און אויך ימפּרוווז די ראַדיאַציע קעראַקטעריסטיקס דורך דירעקטינג די קראַנט אין אַ ונידירעקטיאָנאַל ריכטונג (Fig. 21 אַ, ב), דערמיט ינקריסינג די געווינען און דירעקטיוויטי. די געמאסטן ראַדיאַציע מוסטער איז באקומען פֿאַר פּאָרט 1 מיט אַ 50 אָום מאַסע פארבונדן צו די רוען פּאָרץ. עס איז באמערקט אַז די יקספּערמענאַל ראַדיאַציע מוסטער איז געווען כּמעט יידעניקאַל צו די סימיאַלייטיד דורך CST, כאָטש עס זענען געווען עטלעכע דיווייישאַנז רעכט צו קאָמפּאָנענט מיסאַליינמאַנט, ריפלעקשאַנז פון וואָקזאַל פּאָרץ און לאָססעס אין קאַבלע קאַנעקשאַנז. אַדדיטיאָנאַללי, אַ ניילאָן ספּייסער איז ינסערטאַד צווישן די אַנטענע און די MS רעפלעקטאָר, וואָס איז אן אנדער פּראָבלעם וואָס אַפעקץ די באמערקט רעזולטאַטן קאַמפּערד מיט די פּרעדיקטעד רעזולטאַטן.
די ראַדיאַציע מוסטער פון די דעוועלאָפּעד MIMO אַנטענע (אָן MS און מיט MS) אין אַ אָפטקייַט פון 5.5 GHz איז געווען סימיאַלייטיד און טעסטעד.
עס איז וויכטיק צו טאָן אַז פּאָרט אפגעזונדערטקייט און די פֿאַרבונדן קעראַקטעריסטיקס זענען יקערדיק ווען עוואַלואַטינג די פאָרשטעלונג פון MIMO סיסטעמען. די דייווערסיטי פאָרשטעלונג פון די פארגעלייגט MIMO סיסטעם, אַרייַנגערעכנט קאָנווערט קאָראַליישאַן קאָואַפישאַנט (ECC) און דייווערסיטי געווינען (DG), איז יגזאַמאַנד צו אילוסטרירן די ראָובאַסטנאַס פון די דיזיינד MIMO אַנטענע סיסטעם. די ECC און DG פון אַ MIMO אַנטענע קענען ווערן גענוצט צו אָפּשאַצן זייַן פאָרשטעלונג ווייַל זיי זענען וויכטיק אַספּעקץ פון די פאָרשטעלונג פון אַ MIMO סיסטעם. די פאלגענדע סעקשאַנז וועט דעטאַל די פֿעיִקייטן פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע.
קאָנווערט קאָראַליישאַן קאָואַפישאַנט (ECC). ווען קאַנסידערינג קיין MIMO סיסטעם, ECC דיטערמאַנז די גראַד צו וואָס די קאַנסטיטשואַנט עלעמענטן קאָראַלייט מיט יעדער אנדערע וועגן זייער ספּעציפיש פּראָפּערטיעס. אזוי, ECC דעמאַנסטרייץ די גראַד פון קאַנאַל אפגעזונדערטקייט אין אַ וויירליס קאָמוניקאַציע נעץ. די ECC (קאָנווערט קאָראַליישאַן קאָואַפישאַנט) פון די דעוועלאָפּעד MIMO סיסטעם קענען זיין באשלאסן באזירט אויף S- פּאַראַמעטערס און ווייַט-פעלד ימישאַן. פון עק. (7) און (8) די ECC פון די פארגעלייגט MIMO אַנטענע 31 קענען זיין באשלאסן.
די אָפּשפּיגלונג קאָואַפישאַנט איז רעפּריזענטיד דורך Sii און Sij רעפּראַזענץ די טראַנסמיסיע קאָואַפישאַנט. די דריי-דימענשאַנאַל ראַדיאַציע פּאַטערנז פון די j-th און i-th אַנטענאַז זענען געגעבן דורך די אויסדרוקן \(\vec{R}_{j} \left({\theta,\varphi} \right)\) און \( \vec {{ר_{ i } }} האַרט ווינקל רעפּריזענטיד דורך \לינקס({\טהעטאַ,\וואַרפי} \right)\) און \({\Omega}\). די ECC ויסבייג פון די פארגעלייגט אַנטענע איז געוויזן אין פיגורע 22אַ און זייַן ווערט איז ווייניקער ווי 0.004, וואָס איז געזונט אונטער די פּאַסיק ווערט פון 0.5 פֿאַר אַ וויירליס סיסטעם. דעריבער, די רידוסט ECC ווערט מיטל אַז די פארגעלייגט 4-פּאָרט MIMO סיסטעם גיט העכער דייווערסיטי43.
דיווערסיטי געווינען (DG) DG איז אן אנדער MIMO סיסטעם פאָרשטעלונג מעטריק וואָס באשרייבט ווי די דייווערסיטי סכעמע אַפעקץ די ראַדיאַטעד מאַכט. באַציונג (9) דיטערמאַנז די DG פון די MIMO אַנטענע סיסטעם וואָס איז דעוועלאָפּעד, ווי דיסקרייבד אין 31.
פיגורע 22ב ווייזט די דג דיאַגראַמע פון ​​די פארגעלייגט מימאָ סיסטעם, ווו די דג ווערט איז זייער נאָענט צו 10 דב. די DG וואַלועס פון אַלע אַנטענאַז פון די דיזיינד MIMO סיסטעם יקסיד 9.98 דב.
טיש 1 קאַמפּערז די פארגעלייגט מעטאַסורפאַסע MIMO אַנטענע מיט לעצטנס דעוועלאָפּעד ענלעך MIMO סיסטעמען. דער פאַרגלייַך נעמט אין חשבון פאַרשידן פאָרשטעלונג פּאַראַמעטערס, אַרייַנגערעכנט באַנדווידט, געווינען, מאַקסימום אפגעזונדערטקייט, קוילעלדיק עפעקטיווקייַט און דייווערסיטי פאָרשטעלונג. רעסעאַרטשערס האָבן דערלאנגט פאַרשידן MIMO אַנטענע פּראָוטאַטייפּס מיט געווינען און אפגעזונדערטקייט ענכאַנסמאַנט טעקניקס אין 5, 44, 45, 46, 47. קאַמפּערד מיט פריער ארויס ווערק, די פארגעלייגט MIMO סיסטעם מיט מעטאַסורפאַסע רעפלעקטאָרס אַוטפּערפאָרמז זיי אין טערמינען פון באַנדווידט, געווינען, און אפגעזונדערטקייט. אין דערצו, קאַמפּערד מיט ענלעך אַנטענאַז רעפּאָרטעד, די דעוועלאָפּעד MIMO סיסטעם יגזיבאַץ העכער דייווערסיטי פאָרשטעלונג און קוילעלדיק עפעקטיווקייַט אין אַ קלענערער גרייס. כאָטש די אַנטענאַז דיסקרייבד אין אָפּטיילונג 5.46 האָבן העכער אפגעזונדערטקייט ווי אונדזער פארגעלייגט אַנטענאַז, די אַנטענאַז ליידן פון גרויס גרייס, נידעריק געווינס, שמאָל באַנדווידט און נעבעך MIMO פאָרשטעלונג. די 4-פּאָרט MIMO אַנטענע פארגעלייגט אין 45 יגזיבאַץ הויך געווינען און עפעקטיווקייַט, אָבער זייַן פּלאַן האט נידעריק אפגעזונדערטקייט, גרויס גרייס און נעבעך דייווערסיטי פאָרשטעלונג. אויף די אנדערע האַנט, די קליין גרייס אַנטענע סיסטעם פארגעלייגט אין 47 האט זייער נידעריק געווינס און אַפּערייטינג באַנדווידט, בשעת אונדזער פארגעלייגט MS באזירט 4-פּאָרט MIMO סיסטעם יגזיבאַץ קליין גרייס, הויך געווינס, הויך אפגעזונדערטקייט און בעסער פאָרשטעלונג MIMO. אזוי, די פארגעלייגט מעטאַסורפאַסע MIMO אַנטענע קענען ווערן אַ הויפּט קאַנטענדער פֿאַר סאַב-6 GHz 5G קאָמוניקאַציע סיסטעמען.
א פיר-פּאָרט מעטאַסורפאַסע רעפלעקטאָר-באזירט וויידבאַנד MIMO אַנטענע מיט הויך געווינס און אפגעזונדערטקייט איז פארגעלייגט צו שטיצן 5G אַפּלאַקיישאַנז אונטער 6 GHz. די מיקראָסטריפּ שורה פידז אַ קוואַדראַט ראַדיאַטינג אָפּטיילונג, וואָס איז טראַנגקייטיד דורך אַ קוואַדראַט אין די דיאַגאָנאַל עקן. די פארגעלייגט MS און אַנטענע ימיטער זענען ימפּלאַמענאַד אויף סאַבסטרייט מאַטעריאַלס ענלעך צו Rogers RT5880 צו דערגרייכן ויסגעצייכנט פאָרשטעלונג אין הויך-גיכקייַט 5G קאָמוניקאַציע סיסטעמען. די MIMO אַנטענע פֿעיִקייטן אַ ברייט קייט און הויך געווינס, און גיט געזונט אפגעזונדערטקייט צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ און ויסגעצייכנט עפעקטיווקייַט. די דעוועלאָפּעד איין אַנטענע האט מיניאַטורע דימענשאַנז פון 0.58? 0.58? 0.02? מיט אַ 5 × 5 מעטאַסורפאַסע מענגע, גיט אַ ברייט 4.56 GHz אַפּערייטינג באַנדווידט, 8 dBi שפּיץ געווינען און העכער געמאסטן עפעקטיווקייַט. די פארגעלייגט פיר-פּאָרט MIMO אַנטענע (2 × 2 מענגע) איז דיזיינד דורך אָרטאָגאָנאַלי אַליינינג יעדער פארגעלייגט איין אַנטענע מיט אן אנדער אַנטענע מיט דימענשאַנז פון 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ. עס איז רעקאַמענדיד צו אַסעמבאַל אַ 10 × 10 מם מענגע אונטער אַ 12 מם הויך MIMO אַנטענע, וואָס קענען רעדוצירן צוריק ראַדיאַציע און רעדוצירן קעגנצייַטיק קאַפּלינג צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ, דערמיט ימפּרוווינג געווינען און אפגעזונדערטקייט. עקספּערימענטאַל און סימיאַליישאַן רעזולטאַטן ווייַזן אַז די דעוועלאָפּעד MIMO פּראָוטאַטייפּ קענען אַרבעטן אין אַ ברייט אָפטקייַט קייט פון 3.08-7.75 GHz, קאַווערינג די 5G ספּעקטרום אונטער 6 GHz. אין אַדישאַן, די פארגעלייגט MS-באזירט MIMO אַנטענע ימפּרוווז זיין געווינס מיט 2.9 dBi, אַטשיווינג אַ מאַקסימום געווינס פון 8.3 dBi, און גיט ויסגעצייכנט אפגעזונדערטקייט (> 15.5 dB) צווישן MIMO קאַמפּאָונאַנץ, וואַלאַדייטינג די צושטייַער פון MS. אין אַדישאַן, די פארגעלייגט MIMO אַנטענע האט אַ הויך דורכשניטלעך קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון 82% און אַ נידעריק ינטער-עלעמענט דיסטאַנסע פון ​​22 מם. די אַנטענע יגזיבאַץ ויסגעצייכנט MIMO דייווערסיטי פאָרשטעלונג אַרייַנגערעכנט זייער הויך דג (איבער 9.98 דב), זייער נידעריק ECC (ווייניקער ווי 0.004) און ונידירעקטיאָנאַל ראַדיאַציע מוסטער. די מעזשערמאַנט רעזולטאַטן זענען זייער ענלעך צו די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן. די קעראַקטעריסטיקס באַשטעטיקן אַז די דעוועלאָפּעד פיר-פּאָרט MIMO אַנטענע סיסטעם קענען זיין אַ ווייאַבאַל ברירה פֿאַר 5G קאָמוניקאַציע סיסטעמען אין די סאַב-6 GHz אָפטקייַט קייט.
קאָווין קענען צושטעלן 400-6000 מהז וויידבאַנד פּקב אַנטענע, און שטיצן צו פּלאַן נייַ אַנטענע לויט דיין פאָדערונג, ביטע קאָנטאַקט אונדז אָן כעזאַטיישאַן אויב איר האָבן קיין בעטן.