对于5G毫米波应用的频率选择性基于表面的MIMO天线阵列
Iftikhar Ud Din1, Mohammad Alibakhshikenari2, Bal S Virdee3
1Telecommunication Engineering Department, University of Engineering and Technology, Mardan 23200, Pakistan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
本研究介绍了一种用于5G毫米波应用的新型MIMO天线阵列,实现高增益和隔离. 该设计最大限度地减少了相互合,以提高5G系统性能.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 天线理论天线理论
- 无线通信无线通信
背景情况:
- 毫米波 (mmWave) 频率对5G至关重要,由于高路径损失和组件灵敏度,在天线设计中存在挑战.
- 多输入多输出 (MIMO) 天线阵列中的相互合可以显著降低系统性能,特别是在更高的频率.
研究的目的:
- 为2x2 MIMO阵列提出和验证一个修改的圆形补丁辐射元件,为5G毫米波应用量身定制.
- 为了减轻天线元件之间的相互合,并提高整体阵列性能,包括增益和隔离.
- 为了研究频率选择面 (FSS) 对MIMO阵列增益的影响.
主要方法:
- 在高频基板上使用修改的圆形补丁元件 (Rogers RT/Duroid) 设计和制造2x2 MIMO天线阵列.
- 辐射元件的直角配置以减少相互合.
- 集成7x7频率选择面 (FSS) 与C形共振器以增强收益.
主要成果:
- 单个天线元件实现了S11 ≤-10dB的1.6GHz (27.2528.85GHz) 的测量阻抗带宽.
- 在28 GHz时,MIMO阵列显示了7.2dBi的增益和超过26dB的隔离.
- 整合FSS使MIMO阵列的增益在28 GHz时增加到8.6dBi,方向辐射垂直于阵列平面.
结论:
- 拟议的修改圆形补丁元件和直角配置有效地减轻了5G毫米波MIMO阵列中的相互合.
- FSS集成显著提高了阵列的增益,使其适合要求高的5G应用.
- 该阵列显示出出色的性能指标,包括28 GHz 5G频段内的低封面相关系数 (<0.002) 和高多样性增益 (>9.99 dB).
