次世代6G無線通信システム向けコンパクトなこて型アンテナ

科学分野:

• 電気工学
• 電磁気学
• アンテナ理論

背景:

• 6Gなどの次世代無線通信システムには、帯域幅、利得、効率が強化されたアンテナが必要です。
• 既存のアンテナ設計では、広い周波数範囲でこれらの性能指標を同時に達成することがしばしば困難です。

研究 の 目的:

• 高性能無線通信アプリケーション向けに新規こて型平面アンテナ（TSPA）を設計・評価すること。
• TSPAの広帯域インピーダンス帯域幅、高利得、優れた放射効率を達成する能力を実証すること。

主な方法:

• TSPAは、最適化された性能のために、こて型の放射器、三角形のテーパー給電線、および部分的なグランドプレーンを採用しています。
• アンテナは、コストと性能のバランスをとるために、Rogers RT/Duroid RO5880基板上に製造されました。
• シミュレーションと実験測定により、アンテナの特性を検証しました。

主要な成果:

• TSPAは、S₁₁ ≤ -10 dBで15 GHzから54 GHz（分数帯域幅113.05%）の広いインピーダンス帯域幅を達成しました。
• 51.8 GHzで9.67 dBiのピーク利得と92%を超える放射効率が記録されました。
• 複数の共振における安定した放射パターンと強い電流強度により、効率的な遠方界放射が確認されました。

結論:

• 設計されたTSPAは、既存の構造と比較して優れた広帯域性能を提供します。
• そのコンパクトな電気寸法と高性能により、6G無線通信システムにとって有望な候補となります。
• シミュレーションと測定との優れた一致は、アンテナの信頼性と効率を検証します。