有缺陷的地面结构天线阵列与5G毫米波应用的超地层灵感互联的CSRR

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
• 天线理论天线理论

背景情况:

• 5G技术需要用于毫米波 (mm-Wave) 频率的高性能天线.
• 现有的天线设计在毫米波应用中经常面临带宽,增益和效率的限制.
• 对天线阵列的优化对于实现先进的无线通信系统至关重要.

研究的目的:

• 为5G毫米波应用而优化的一种新型,高性能天线阵列.
• 提高天线性能指标,包括带宽,阻抗匹配,隔离,辐射增益和效率.
• 为毫米波系统开发一个紧,轻量级和经济高效的天线解决方案.

主要方法:

• 一个有缺陷的地面结构 (DGS) 与互补的分裂环共振器 (CSRRs) 的集成,灵感来自地表 (MTS) 原则.
• 在地面平面的角落包括斜槽,以改善阻抗匹配和隔离.
• 采用间隙辐射补丁来优化辐射收益和效率.
• 代设计和模拟过程以实现所需的性能特征.

主要成果:

• 天线阵列在25-30 GHz频率范围内有效运行.
• 缺陷地面结构 (DGS) 与CSRR扩大带宽到25-30 GHz,将平均增益提高到7.75 dBi,效率提高到68.75%.
• 在辐射补丁中进一步整合斜槽和开环槽,最终平均增益为12.4dBi,效率为86.25%.
• 优化的天线阵列尺寸为一个紧的32 × 32 × 0.8 mm3.

结论:

• 拟议的天线阵列显示了辐射收益和效率的显著改善.
• 集成技术有效地提高了性能,而不增加天线的物理尺寸.
• 开发的天线阵列是5G和其他毫米波应用的实用和经济有效的解决方案.