为5G毫米波覆盖率增强而设计和实施多频段反射阵列超表面

科学领域:

• 电磁学和元材料的使用
• 无线通信工程 无线通信工程

背景情况:

• 毫米波 (mm-wave) 频率对于5G和超越蜂网络至关重要,提供高带宽,但覆盖范围有限,易受阻塞.
• 现有的覆盖范围增强解决方案往往缺乏紧性,多频段功能或极化不敏感性.

研究的目的:

• 设计和验证一个紧的,低调的,多频段反射阵列超表面,以提高5G毫米波蜂通信的覆盖范围.
• 为了证明金属表面在斜冲击下稳定的性能及其极化不敏感的性质.

主要方法:

• 一个单层的超表面单元细胞被设计成一个紧的尺寸 (3.3 x 3.3 mm).
• 超表面被设计为在24和38 GHz提供稳定的反射,在30 GHz提供传输.
• 一个32x32单元细胞原型被制造并在各种条件下进行实验评估.

主要成果:

• 超表面在关键的5G毫米波波段 (24,30,38 GHz) 和高达60°的冲击角度中显示出稳定的反射/传输反应.
• 由于其对称的图案,设计是极化不敏感的 (TE / TM).
• 实验验证显示,在5G毫米波波段n258,n259和n260中,信号显著增强20-25dB.

结论:

• 拟议的紧的,低调的,多频段反射阵列超表面有效地提高了5G毫米波网络的覆盖率.
• 这项技术为改善死区的信号强度和克服通信阻塞提供了有前途的解决方案.
• 该设计的可重新配置性和适用于合规应用的适用性进一步突出了其对未来无线系统的潜力.