基于5G毫米波应用的符合性被动反射元面的光束可导向的MIMO天线
Bilal Tariq Malik1, Shahid Khan1, Slawomir Koziel2,3
1Faculty of Electronics, Telecommunications, and Informatics, Gdansk University of Technology, 80-233, Gdansk, Poland.
Scientific reports
|October 15, 2024
概括
一个新的合规反射超表面与双频多输入多输出 (MIMO) 天线使5G毫米波应用的低成本光束转向,提供更高的增益和更简单的设计.
科学领域:
- 电磁学和天线设计
- 甲基材料和甲基表面.
- 无线通信系统无线通信系统
背景情况:
- 束方向是5G毫米波 (mmWave) 通信的关键.
- 传统的光束转向方法往往涉及复杂和昂贵的系统.
- 超表面为高效和紧的天线解决方案提供了一个有希望的替代方案.
研究的目的:
- 提出一种由双频MIMO天线为5G毫米波波段的低成本光束方向提供新型合规反射超表面.
- 通过选择MIMO天线的不同端口来演示光束方向,每个端口都与一个独特的光束方向相关联.
- 要突出这种设计的优点,包括更高的收益,更低的成本,更简单的养,和一个较低的配置相比传统系统.
主要方法:
- 设计了一个紧的五元双频MIMO天线.
- 与MIMO天线集成了一个单元细胞合规的双带反射超表面.
- 超表面的设计是为了在斜率和合规条件下保持稳定的性能,确保极化不敏感.
- 通过在MIMO天线端口之间切换,可以实现光束转向.
主要成果:
- 拟议的合规超表面天线实现了显著的增益增强,分别在24和38 GHz达到13.1和14.2 dB.
- 实现了±20度的光束转向范围.
- 超表面表现出稳定的性能,在24和38 GHz下达到45度的斜率.
- 整体天线系统呈现出紧的尺寸和宽带响应,覆盖5G毫米波频率.
结论:
- 拟议的合规反射超表面天线为5G毫米波应用中的光束方向提供了具有成本效益和高性能的解决方案.
- 这种设计提供了一个更简单的替代传统的分阶阵列和喇天线.
- 获得的增益增强和光束转向功能使其适合未来的无线通信系统.
