Mosebetsi ona o sisinya antenna e kopaneng ea multi-input multiple-output (MIMO) metasurface (MS) e pharaletseng bakeng sa litsamaiso tsa puisano tse se nang mohala tsa sub-6 GHz (5G). Ntho e ncha e totobetseng ea sistimi e reriloeng ea MIMO ke bandwidth ea eona e pharaletseng ea ts'ebetso, phaello e phahameng, tumello e nyane ea likaroloana, le ho itšehla thajana ka har'a likarolo tsa MIMO. Sebaka sa mahlaseli sa antenna se khutsufalitsoe ka mokhoa o pharalla, se theiloe hanyane, 'me li-metasurfaces li sebelisoa ho ntlafatsa tšebetso ea manakana. Antenna ea prototype e reriloeng e kopantsoeng e le 'ngoe ea MS e na le litekanyo tse nyane tsa 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. Liphetho tsa ketsiso le litekanyo li bonts'a ts'ebetso e pharalletseng ho tloha 3.11 GHz ho isa 7.67 GHz, ho kenyelletsa le phaello e phahameng ka ho fetisisa e fihletsoeng ea 8 dBi. Sistimi ea MIMO ea likarolo tse 'ne e etselitsoe hore lenakana le leng le le leng le tsamaisane hantle ha le ntse le boloka boholo ba komporo le ts'ebetso e pharaletseng ho tloha ho 3.2 ho isa ho 7.6 GHz. Setšoantšo se reriloeng sa MIMO se entsoe le ho etsoa ho Rogers RT5880 substrate ka tahlehelo e tlase le litekanyo tse nyane tsa 1.05? 1.05? 0.0. Boitsebiso ba motheo bo tšoana. Metasurface e reriloeng ea backplane e fokotsa mahlaseli a morao a antenna haholo mme e laola masimo a motlakase, ka hona e ntlafatsa bandwidth, phaello, le ho itšehla thajana ha likarolo tsa MIMO. Ha ho bapisoa le li-antenna tse teng tsa MIMO, antenna e reriloeng ea 4-port MIMO e fumana phaello e phahameng ea 8.3 dBi ka kakaretso ea katleho e fihlang ho 82% sehlopheng sa 5G sub-6 GHz mme e lumellana hantle le liphetho tse lekantsoeng. Ho feta moo, antenna e ntlafalitsoeng ea MIMO e bonts'a ts'ebetso e ntle haholo mabapi le coefficient ea ho hokahanya ha enfelopo (ECC) e ka tlase ho 0.004, phaello ea mefuta-futa (DG) e ka bang 10 dB (> 9.98 dB) le ho arohana ho phahameng pakeng tsa likarolo tsa MIMO (> 15.5 dB ). litšobotsi. Kahoo, antenna e reriloeng ea MIMO e thehiloeng ho MS e tiisa hore e sebetsa bakeng sa marang-rang a sub-6 GHz 5G.
Theknoloji ea 5G ke tsoelo-pele e hlollang ea puisano e se nang mohala e tla nolofalletsa marang-rang a potlakileng le a sireletsehileng haholoanyane bakeng sa lisebelisoa tse limilione tse likete tse hokahaneng, ho fana ka liphihlelo tsa mosebedisi ka "zero" latency (latency e ka tlase ho 1 millisecond), le ho hlahisa theknoloji e ncha, ho kenyeletsa le lisebelisoa tsa elektronike. Tlhokomelo ea bongaka, thuto ea kelello. , metse e bohlale, matlo a bohlale, 'nete ea sebele (VR), lifeme tse bohlale le Inthanete ea Likoloi (IoV) li fetola bophelo ba rona, sechaba le liindasteri1,2,3. US Federal Communications Commission (FCC) e arola sekhahla sa 5G ka lihlopha tse 'ne tsa frequency4. Sehlopha sa maqhubu se ka tlase ho 6 GHz se khahla bafuputsi hobane se lumella likhokahano tsa sebaka se selelele ka litefiso tse phahameng tsa data5,6. Kabo ea spectrum ea sub-6 GHz 5G bakeng sa likhokahano tsa lefats'e tsa 5G e bontšoa ho Setšoantšo sa 1, se bontšang hore linaha tsohle li nahana ka sub-6 GHz spectrum bakeng sa 5G communications7,8. Li-antenna ke karolo ea bohlokoa ea marang-rang a 5G 'me li tla hloka li-antenna tse ngata tsa setsi le li-terminal tsa basebelisi.
Li-antenna tsa patch ea Microstrip li na le melemo ea ho ba mosesaane le sebopeho se bataletseng, empa li lekanyelitsoe ho bandwidth le gain9,10, lipatlisiso tse ngata li entsoe ho eketsa phaello le bandwidth ea antenna; Lilemong tsa morao tjena, metasurfaces (MS) e 'nile ea sebelisoa haholo ho theknoloji ea li-antenna, haholo-holo ho ntlafatsa phaello le ho feta11,12, leha ho le joalo, li-antenna tsena li lekanyelitsoe ho koung e le' ngoe; Theknoloji ea MIMO ke karolo ea bohlokoa ea puisano e se nang mohala hobane e ka sebelisa li-antenna tse ngata ka nako e le 'ngoe ho fetisa lintlha, ka hona ho ntlafatsa litekanyetso tsa data, katleho ea spectral, bokhoni ba mocha, le ho tšepahala13,14,15. Li-antenna tsa MIMO ke batho ba ka khonang ho etsa likopo tsa 5G hobane ba khona ho fetisa le ho amohela data ka likanale tse ngata ntle le ho hloka matla a eketsehileng16,17. Phello e kopanetsoeng pakeng tsa likarolo tsa MIMO e itšetlehile ka sebaka sa likarolo tsa MIMO le phaello ea antenna ea MIMO, e leng phephetso e kholo ho bafuputsi. Lipalo 18, 19, le 20 li bonts'a li-antenna tse fapaneng tsa MIMO tse sebetsang sehlopheng sa 5G sub-6 GHz, kaofela li bonts'a ho itšehla thajana le ts'ebetso e ntle ea MIMO. Leha ho le joalo, phaello le bandwidth ea ts'ebetso ea litsamaiso tsena tse reriloeng li tlase.
Metamaterials (MMs) ke lisebelisoa tse ncha tse seng teng ka tlhaho 'me li ka laola maqhubu a motlakase, kahoo li ntlafatsa ts'ebetso ea li-antenna21,22,23,24. Hona joale MM e sebelisoa haholo ho theknoloji ea li-antenna ho ntlafatsa mokhoa oa mahlaseli, bandwidth, phaello, le ho itšehla thajana pakeng tsa likarolo tsa antenna le mekhoa ea puisano e se nang mohala, joalokaha ho tšohloa ho 25, 26, 27, 28. Ka 2029, tsamaiso ea MIMO ea likarolo tse 'nè e thehiloeng ho metasurface, moo karolo ea antenna e kenngoeng lipakeng tsa metasurface le fatše ntle le lekhalo la moea, e leng ho ntlafatsang ts'ebetso ea MIMO. Leha ho le joalo, moralo ona o na le boholo bo boholo, lebelo le tlaase la ts'ebetso le sebopeho se rarahaneng. Letlapa la motlakase oa motlakase (EBG) le loop ea fatše li kenyellelitsoe ho antenna ea 2-port wideband MIMO ho ntlafatsa ho aroloa ha likarolo tsa MIMO30. Antenna e entsoeng e na le ts'ebetso e ntle ea mefuta-futa ea MIMO le karohano e ntle haholo lipakeng tsa li-antenna tse peli tsa MIMO, empa ka ho sebelisa likarolo tse peli feela tsa MIMO, phaello e tla ba tlase. Ntle le moo, in31 e boetse e khothalelitse antenna ea MIMO e nang le koung e kholo ea "ultra-wideband" (UWB) mme e fuputse ts'ebetso ea eona ea MIMO e sebelisa lisebelisoa tsa tšepe. Leha antenna ena e khona ho sebetsa UWB, phaello ea eona e tlase mme ho itšehla thajana lipakeng tsa li-antenna tse peli ho fokola. The work in32 e fana ka tlhahiso ea tsamaiso ea 2-port MIMO e sebelisang li-electromagnetic bandgap (EBG) reflectors ho eketsa phaello. Leha antenna e ntlafalitsoeng e na le phaello e phahameng le ts'ebetso e ntle ea mefuta-futa ea MIMO, boholo ba eona bo boholo bo etsa hore ho be thata ho e sebelisa lisebelisoa tsa puisano tsa moloko o latelang. Antenna e 'ngoe e thehiloeng ho li-broadband e ile ea ntlafatsoa ka 33, moo seipone se ileng sa kopanngoa tlas'a lenakana le lekhalo le leholoanyane la 22 mm, le bonts'a phaello e tlaase ea 4.87 dB. Pampiri ea 34 e theha antenna ea li-port tse 'ne tsa MIMO bakeng sa lits'ebetso tsa mmWave, tse kopantsoeng le lera la MS ho ntlafatsa ho itšehla thajana le phaello ea sistimi ea MIMO. Leha ho le joalo, antenna ena e fana ka phaello e ntle le ho itšehla thajana, empa e na le bandwidth e fokolang le thepa e mpe ea mochini ka lebaka la lekhalo le leholo la moea. Ka mokhoa o ts'oanang, ho 2015, antenna ea MIMO e nang le lipara tse tharo, e 4-port bowtie-e kopantsoeng le metasurface e kopantsoeng ea MIMO e ile ea ntlafatsoa bakeng sa likhokahano tsa mmWave ka phaello e kholo ea 7.4 dBi. B36 MS e sebelisoa ka morao ho 5G antenna ho eketsa phaello ea manakana, moo metasurface e sebetsang e le pontšo. Leha ho le joalo, sebopeho sa MS ha se na asymmetric mme ho se ho lefshoe tlhokomelo e fokolang ho sebopeho sa sele ea yuniti.
Ho latela liphetho tsa tlhahlobo e kaholimo, ha ho le e 'ngoe ea li-antenna tse kaholimo e nang le phaello e phahameng, ho itšehla thajana, ts'ebetso ea MIMO le tšireletso e pharalletseng. Ka hona, ho ntse ho hlokahala antenna ea metasurface MIMO e ka koahelang mefuta e mengata ea maqhubu a 5G a ka tlase ho 6 GHz ka phaello e phahameng le ho itšehla thajana. Ha ho nahanoa ka mefokolo ea lingoliloeng tse boletsoeng ka holimo, tsamaiso ea li-antenna tse nang le lisebelisoa tse 'nè tsa MIMO tse nang le phaello e phahameng le ts'ebetso e babatsehang ea mefuta-futa e hlahisoa bakeng sa mekhoa ea puisano e se nang mohala ea sub-6 GHz. Ntle le moo, antenna ea MIMO e reriloeng e bonts'a karohano e ntle haholo lipakeng tsa likarolo tsa MIMO, likheo tse nyane tsa likarolo, le ts'ebetso e phahameng ea mahlaseli. Patch ea antenna e khutsufatsoa ka mokhoa o ts'oanang 'me e behoa ka holim'a metasurface e nang le lekhalo la moea la 12mm, le bonts'ang mahlaseli a morao a tsoang ho lenakana le ho ntlafatsa phaello le tataiso ea manakana. Ntle le moo, antenna e le 'ngoe e reriloeng e sebelisoa ho theha antenna ea likarolo tse nne tsa MIMO e nang le ts'ebetso e phahameng ea MIMO ka ho beha antenna e' ngoe le e 'ngoe ka orthogonally. Antenna e ntlafalitsoeng ea MIMO e ile ea kopanngoa ka holim'a 10 × 10 MS array e nang le mokokotlo oa koporo ho ntlafatsa ts'ebetso ea tlhahiso. Moralo o na le mefuta e mengata ea ts'ebetso (3.08-7.75 GHz), phaello e phahameng ea 8.3 dBi le kakaretso e phahameng ea kakaretso ea 82%, hammoho le karohano e ntle haholo ea ho feta -15.5 dB lipakeng tsa likarolo tsa antenna tsa MIMO. Antenna ea MIMO e thehiloeng ho MS e ile ea etsisoa ho sebelisoa sephutheloana sa software ea 3D electromagnetic CST Studio 2019 mme ea netefatsoa ka lithuto tsa liteko.
Karolo ena e fana ka kenyelletso e qaqileng ea meralo e reriloeng le mokhoa oa moralo oa antenna e le 'ngoe. Ntle le moo, liphetho tse etsisitsoeng le tse hlokometsoeng li tšohloa ka botlalo, ho kenyeletsoa liparamente tsa ho hasanya, phaello, le ts'ebetso e felletseng ka metasurfaces le ntle le eona. Antenna ea mohlala e entsoe holim'a Rogers 5880 ea tahlehelo e tlase ea dielectric substrate e nang le botenya ba 1.575mm e nang le dielectric constant ea 2.2. Ho nts'etsapele le ho etsisa moralo, ho sebelisitsoe sephutheloana sa electromagnetic simulator CST studio 2019.
Setšoantšo sa 2 se bonts'a moralo o reriloeng le mohlala oa moralo oa antenna ea ntho e le 'ngoe. Ho ea ka lipalo tse thehiloeng hantle tsa lipalo37, antenna e na le sebaka sa marang-rang se feptjoang ka mokhoa o lekanang le sefofane sa fatše sa koporo (joalokaha ho hlalositsoe mohatong oa 1) 'me se lumellana le bandwidth e moqotetsane haholo ho 10.8 GHz, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 3b. Boholo ba pele ba radiator ea antenna bo khethoa ke kamano e latelang ea lipalo37:
Moo \(P_{L}\) le \(P_{w}\) e leng bolelele le bophara ba patch, c e emela lebelo la leseli, \(\gamma_{r}\) ke dielectric constant tsa substrate. . , \(\gamma_{reff }\) e emela boleng bo sebetsang ba dielectric ba sebaka sa mahlaseli, \(\Delta L\) e emela phetoho ea bolelele ba sebaka. Sefofane sa morao-rao sa antenna se ile sa ntlafatsoa mothating oa bobeli, sa eketsa bandwidth ea impedance leha ho na le bandwidth e tlase haholo ea 10 dB. Mokhahlelong oa boraro, boemo ba phepelo bo fetisetsoa ka ho le letona, e leng ho ntlafatsang sekhahla sa ho thibela phepelo le ho ts'oara li-antenna tse reriloeng38. Mothating ona, antenna e bonts'a bandwidth e ntle ea ts'ebetso ea 4 GHz hape e akaretsa sebono se ka tlase ho 6 GHz ho 5G. Mokhahlelo oa bone le oa ho qetela o kenyelletsa li-square grooves likhutlong tse fapaneng tsa sebaka sa mahlaseli. Sekotjana sena se holisa bandwidth ea 4.56 GHz haholo ho koahela sub-6 GHz 5G spectrum ho tloha 3.11 GHz ho isa 7.67 GHz, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 3b. Maikutlo a ka pele le a tlase a moralo o reriloeng a bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 3a, 'me mekhahlelo ea ho qetela e ntlafalitsoeng e hlokahalang ke e latelang: SL = 40 mm, Pw = 18 mm, PL = 18 mm, gL = 12 mm, fL = 11. mm, fW = 4 .7 mm, c1 = 2 mm, c2 = 9.65 mm, c3 = 1,65 mm.
(a) Maikutlo a holimo le a ka morao a antenna e le 'ngoe e entsoeng (CST STUDIO SUITE 2019). (b) S-parameter curve.
Metasurface ke lentsoe le bolelang letoto la nako le nako la lisele tsa yuniti tse hole le tse ling. Metasurfaces ke mokhoa o sebetsang oa ho ntlafatsa ts'ebetso ea mahlaseli a antenna, ho kenyelletsa le bandwidth, phaello, le ho itšehla thajana lipakeng tsa likarolo tsa MIMO. Ka lebaka la tšusumetso ea ho ata ha maqhubu a holim'a metsi, metasurfaces e hlahisa li-resonances tse eketsehileng tse tlatsetsang ntlafatsong ea ts'ebetso ea antenna39. Mosebetsi ona o hlahisa yuniti ea epsilon-negative metamaterial (MM) e sebetsang sehlopheng sa 5G ka tlase ho 6 GHz. MM e nang le sebaka sa 8mm × 8mm e ile ea ntlafatsoa ka tahlehelo e tlase ea Rogers 5880 substrate e nang le dielectric constant ea 2.2 le botenya ba 1.575mm. The optimized MM resonator patch e na le selikalikoe se ka hare sa selikalikoe se arohaneng se kopantsoeng le mehele e 'meli e arohaneng ea ka ntle, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 4a. Setšoantšo sa 4a se akaretsa likarolo tsa ho qetela tse ntlafalitsoeng tsa tlhophiso ea MM e reriloeng. Ka mor'a moo, likarolo tsa 40 × 40 mm le 80 × 80 mm metasurface li ile tsa ntlafatsoa ntle le mokokotlo oa koporo le ka mokokotlo oa koporo o sebelisang 5 × 5 le 10 × 10 lisele tsa lisele, ka ho latellana. Sebopeho se reriloeng sa MM se entsoe ka mokhoa oa ho sebelisa software ea 3D electromagnetic modelling "CST studio suite 2019". Sebopeho se entsoeng sa sebopeho sa MM se reriloeng le ho seta litekanyo (dual-port network analyser PNA le waveguide port) se bontšoa ho Setšoantšo sa 4b ho netefatsa liphetho tsa ketsiso ea CST ka ho hlahloba karabo ea sebele. Setupo sa tekanyo se sebelisitse Agilent PNA series network analyzer hammoho le li-adapter tse peli tsa waveguide coaxial (A-INFOMW, karolo ea nomoro: 187WCAS) ho romela le ho amohela lipontšo. Sebopeho sa 5 × 5 se ne se behiloe pakeng tsa li-adapter tse peli tsa waveguide coaxial tse hokahaneng ka mohala oa coaxial ho analyzer ea marang-rang a mabeli (Agilent PNA N5227A). The Agilent N4694-60001 calibration kit e sebelisetsoa ho lekanya analyzer ea marang-rang setsing sa lifofane. Mekhahlelo e etsisitsoeng le ea CST e hlokometsoeng ea ho hasana ea mofuta o reriloeng oa MM a bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 5a. Ho ka bonoa hore sebopeho se reriloeng sa MM se sebetsa maemong a maqhubu a 5G ka tlase ho 6 GHz. Leha ho na le phapang e nyane ho bandwidth ea 10 dB, liphetho tse etsisitsoeng le tsa liteko li ts'oana haholo. Maqhubu a resonant, bandwidth, le amplitude ea resonance e hlokometsoeng li fapane hanyane le tse etsisitsoeng, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 5a. Phapano ena lipakeng tsa liphetho tse hlokometsoeng le tse etsisitsoeng li bakoa ke bofokoli ba tlhahiso, liphaello tse nyane lipakeng tsa prototype le li-waveguide port, litlamorao lipakeng tsa likou tsa waveguide le likarolo tsa sehlopha, le mamello ea litekanyo. Ho feta moo, ho beoa ka nepo ha prototype e ntlafalitsoeng lipakeng tsa li-waveguide port setupong sa liteko ho ka baka phetoho ea molumo. Ho phaella moo, lerata le sa batleheng le ile la hlokomeloa nakong ea mohato oa ho lekanya, e leng se ileng sa lebisa ho se lumellane pakeng tsa liphetho tsa linomoro le tse lekantsoeng. Leha ho le joalo, ntle le mathata ana, prototype e reriloeng ea MM array e sebetsa hantle ka lebaka la kamano e matla pakeng tsa papiso le teko, e leng se etsang hore e tšoanelehe bakeng sa likopo tsa puisano tse se nang mohala tsa 6 GHz 5G.
(a) Unit cell geometry (S1 = 8 mm, S2 = 7 mm, S3 = 5 mm, f1, f2, f4 = 0.5 mm, f3 = 0.75 mm, h1 = 0.5 mm, h2 = 1 .75 mm) (CST STUDIO SUITE) ) 2019) (b) Senepe sa tlhophiso ea ho metha ea MM.
(a) Ketsiso le netefatso ea li-curve tsa paramente tse hasaneng tsa prototype ea metamate. (b) Mokokotlo o sa feleng oa dielectric oa sele ea yuniti ea MM.
Likarolo tse sebetsang tse sebetsang tse kang dielectric constant, magnetic permeability, le refractive index li ile tsa ithutoa ho sebelisoa mekhoa e hahelletsoeng ka morao ea mochini oa CST electromagnetic simulator ho tsoela pele ho sekaseka boits'oaro ba sele ea yuniti ea MM. Mekhahlelo ea MM e sebetsang hantle e fumanoa ho tloha mecheng ea ho hasana ho sebelisa mokhoa o matla oa ho tsosolosa. Li-equations tse latelang tsa phetisetso le ponts'o: (3) le (4) li ka sebelisoa ho fumana index ea refractive le impedance (sheba 40).
Likarolo tsa 'nete le tse inahaneloang tsa opareitara li emeloa ke (.)' le (.)” ka ho latellana, 'me palo e felletseng ea m e tsamaisana le index ea 'nete ea refractive. Dielectric kamehla le permeability li khethoa ke liforomo \(\ varepsilon {} = {}n/z,\) le \(\mu = nz\), tse thehiloeng ho impedance le refractive index, ka ho latellana. Mokokotlo o tsitsitseng oa dielectric oa sebopeho sa MM o bontšoa ho Setšoantšo sa 5b. Ka maqhubu a resonant, kamehla dielectric e sebetsang e mpe. Lipalo 6a,b li bonts'a boleng bo ntšitsoeng ba ho kenella ka katleho (μ) le index e sebetsang ea refractive (n) ea yuniti e reriloeng. Haholo-holo, matla a ntšitsoeng a bonts'a boleng ba nnete bo haufi le zero, bo tiisang thepa ea epsilon-negative (ENG) ea sebopeho se reriloeng sa MM. Ho feta moo, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 6a, resonance at permeability haufi le zero e amana ka matla le maqhubu a resonant. Setsi sa sele e tsoetseng pele se na le index e mpe ea refractive (setšoantšo sa 6b), se bolelang hore MM e reriloeng e ka sebelisoa ho ntlafatsa ts'ebetso ea antenna21,41.
Setšoantšo se ntlafalitsoeng sa antenna e le 'ngoe ea Broadband se entsoe ho leka moralo o reriloeng. Lipalo 7a,b li bonts'a litšoantšo tsa lenakana le le leng le reriloeng, likarolo tsa eona tsa sebopeho le mokhoa oa ho lekanya haufi le lebala (SATIMO). Ho ntlafatsa ts'ebetso ea li-antenna, metasurface e ntlafalitsoeng e behiloe ka mekhahlelo e ka tlas'a lenakana, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 8a, se nang le bophahamo h. Ho ile ha sebelisoa metasurface e le 'ngoe ea 40mm x 40mm e habeli ka morao ea lenakana le le leng ka linako tse 12mm. Ho phaella moo, metasurface e nang le mokokotlo oa mokokotlo e behoa ka lehlakoreng le ka morao la antenna e le 'ngoe ka sebaka sa 12 mm. Ka mor'a ho sebelisa metasurface, antenna e le 'ngoe e bonts'a ntlafatso e kholo ea ts'ebetso, joalokaha ho bontšoa ho Litšoantšo tsa 1 le 2. Litšoantšo tsa 8 le 9. Setšoantšo sa 8b se bontša mekhoa ea ho bonahatsa e entsoeng le e lekantsoeng bakeng sa antenna e le 'ngoe ntle le metasurfaces. Ke habohlokoa ho hlokomela hore sehlopha sa tšireletso sa antenna se nang le metasurface se tšoana haholo le sehlopha sa tšireletso sa antenna ntle le metasurface. Lipalo 9a,b li bonts'a papiso ea phaello ea lenakana le le leng le etsisoang le ho hlokomeloa le katleho e akaretsang ntle le le MS maemong a ts'ebetso. Ho ka bonoa hore, ha ho bapisoa le antenna e seng metasurface, phaello ea antenna ea metasurface e ntlafatsoa haholo, e eketseha ho tloha ho 5.15 dBi ho ea ho 8 dBi. Phaello ea metasurface ea lera le le leng, metasurface ea mekhahlelo e 'meli, le antenna e le' ngoe e nang le metasurface e ka morao e eketsehile ka 6 dBi, 6.9 dBi le 8 dBi, ka ho latellana. Ha ho bapisoa le li-metasurfaces tse ling (li-MC tsa lera le le leng le habeli), phaello ea antenna e le 'ngoe ea metasurface e nang le mokokotlo oa koporo e fihla ho 8 dBi. Tabeng ena, metasurface e sebetsa e le sebonela-hōle, e fokotsa mahlaseli a morao a antenna le ho laola maqhubu a motlakase ka mohato, kahoo e eketsa katleho ea mahlaseli a antenna mme kahoo phaello. Boithuto bo mabapi le katleho e akaretsang ea lenakana le le leng ntle le le metasurfaces e bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 9b. Ke habohlokoa ho hlokomela hore katleho ea antenna e nang le metasurface le ntle le eona e batla e tšoana. Boemong bo tlase ba maqhubu, katleho ea antenna e fokotseha hanyane. Mekhoa ea liteko le e etsisitsoeng ea phaello le katleho li lumellana hantle. Leha ho le joalo, ho na le phapang e nyane lipakeng tsa liphetho tse etsisitsoeng le tse lekiloeng ka lebaka la bofokoli ba tlhahiso, mamello ea litekanyo, tahlehelo ea khokahano ea boema-kepe ba SMA, le tahlehelo ea mohala. Ho feta moo, antenna le MS reflector li teng pakeng tsa li-spacers tsa nylon, e leng taba e 'ngoe e amang liphetho tse hlokometsoeng ha li bapisoa le liphetho tsa papiso.
Setšoantšo (a) se bonts'a lenakana le le leng le phethiloeng le likarolo tse amanang le lona. (b) Ho hlophisoa ha methapo e haufi-ufi (SATIMO).
(a) Thahasello ea li-antenna tse sebelisang metasurface reflectors (CST STUDIO SUITE 2019). (b) Lipontšo tse etsisitsoeng le tsa liteko tsa lenakana le le leng ntle le le MS.
Ketsiso le liphetho tsa litekanyo tsa (a) phaello e fihletsoeng le (b) katleho e akaretsang ea lenaka le sisintsoeng la metasurface effect.
Beam pattern analysis e sebelisa MS. Litekanyo tsa antenna e le 'ngoe haufi le lebala li ile tsa etsoa Tikolohong ea Teko ea SATIMO Near-Field ea Laboratory ea UKM SATIMO Near-Field Systems. Lipalo 10a, b li bontša mekhoa ea mahlaseli a E-plane le H-plane e etsisitsoeng le e hlokometsoeng ho 5.5 GHz bakeng sa lenakana le le leng le sisintsoeng le nang le MS le ntle le eona. Lenaka le le leng le ntlafalitsoeng (ntle le MS) le fana ka mokhoa o tsitsitseng oa mahlaseli a mahlakore a mabeli a nang le litekanyetso tsa lobe ea mahlakoreng. Ka mor'a ho sebelisa mokhoa o reriloeng oa MS reflector, antenna e fana ka mohlala oa mahlaseli a sa tšoaneng 'me e fokotsa boemo ba li-lobes tse ka morao, joalokaha ho bontšitsoe ho Figures 10a, b. Ke habohlokoa ho hlokomela hore mokhoa o reriloeng oa mahlaseli a antenna a le mong o tsitsitse haholoanyane ebile ha o le mong o na le li-lobes tse tlaase haholo ha o sebelisa metasurface e nang le mokokotlo oa koporo. MM array reflector e reriloeng e fokotsa likarolo tse ka morao le tse ka thōko tsa antenna ha e ntse e ntlafatsa ts'ebetso ea mahlaseli ka ho tsamaisa hona joale ka litsela tse sa tšoaneng (setšoantšo sa 10a, b), kahoo se eketsa phaello le tataiso. Ho ile ha hlokomeloa hore mokhoa oa mahlaseli oa liteko o ne o batla o ka bapisoa le oa lipapiso tsa CST, empa o fapane hanyane ka lebaka la ho se lumellane ha likarolo tse fapaneng tse kopaneng, mamello ea litekanyetso, le tahlehelo ea cabling. Ho feta moo, sepakapaka sa nylon se ile sa kenngoa pakeng tsa antenna le MS reflector, e leng taba e 'ngoe e amang liphetho tse hlokometsoeng ha li bapisoa le liphetho tsa linomoro.
Mokhoa oa mahlaseli oa lenakana le le leng le tsoetseng pele (le se nang MS le MS) ka lebelo la 5.5 GHz le ile la etsisoa le ho lekoa.
MIMO antenna geometry e bontšitsoeng ho Setšoantšo sa 11 mme e kenyelletsa li-antenna tse 'nè. Likarolo tse 'nè tsa antenna ea MIMO li hlophisitsoe ka orthogonally ho e mong holim'a substrate ea boholo ba 80 × 80 × 1.575 mm, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 11. Antenna ea MIMO e entsoeng e na le sebaka se pakeng tsa 22 mm, e nyenyane ho feta sebaka se haufi se nyallanang sa lenakana. MIMO antenna e ntlafalitsoe. Ho phaella moo, karolo ea sefofane sa fatše e fumaneha ka tsela e tšoanang le ea antenna e le 'ngoe. Maemo a ponts'o ea li-antenna tsa MIMO (S11, S22, S33, le S44) tse bonts'itsoeng ho Setšoantšo sa 12a li bonts'a boitšoaro bo ts'oanang le ba antenna ea ntho e le 'ngoe e lumang sehlopheng sa 3.2-7.6 GHz. Ka hona, bandwidth ea impedance ea antenna ea MIMO e tšoana hantle le ea antenna e le 'ngoe. Phello ea ho kopanya lipakeng tsa likarolo tsa MIMO ke lebaka le ka sehloohong la tahlehelo e nyane ea bandwidth ea li-antenna tsa MIMO. Setšoantšo sa 12b se bonts'a phello ea ho hokahana ho likarolo tsa MIMO, moo karohano e nepahetseng pakeng tsa likarolo tsa MIMO e ileng ea khethoa. Karohano lipakeng tsa manakana 1 le 2 e tlase haholo hoo e ka bang -13.6 dB, 'me karohano lipakeng tsa manakana 1 le 4 ke eona e phahameng ka ho fetisisa hoo e ka bang -30.4 dB. Ka lebaka la boholo ba eona bo nyane le bandwidth e pharalletseng, antenna ena ea MIMO e na le phaello e tlase le phallo e tlase. Insulation e tlase, ka hona ho hlokahala ho matlafatsa le ho tiisa;
Mochine oa moralo oa antenna ea MIMO e reriloeng (a) pono e ka holimo le (b) sefofane sa fatše. (CST Studio Suite 2019).
Tlhophiso ea jeometri le mokhoa oa ho hlasimolla oa antenna ea metasurface ea MIMO e reriloeng e bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 13a. Matrix a 10x10mm a boholo ba 80x80x1.575mm e etselitsoe lehlakore le ka morao la antenna e phahameng ea 12mm, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 13a. Ho feta moo, metasurfaces e nang le li-backplane tsa koporo e etselitsoe ho sebelisoa ho li-antenna tsa MIMO ho ntlafatsa ts'ebetso ea tsona. Sebaka se pakeng tsa metasurface le antenna ea MIMO se bohlokoa ho fumana phaello e phahameng ha ho ntse ho lumella tšitiso e hahang lipakeng tsa maqhubu a hlahisoang ke lenakana le a bonts'itsoeng ho tsoa ho metasurface. Ho ile ha etsoa mohlala o pharalletseng ho ntlafatsa bophahamo lipakeng tsa antenna le metasurface ha ho ntse ho bolokoa maemo a quarter-wave bakeng sa phaello e ngata le ho itšehla thajana lipakeng tsa likarolo tsa MIMO. Lintlafatso tse kholo ts'ebetsong ea li-antenna tsa MIMO tse fihletsoeng ka ho sebelisa metasurfaces e nang le lifofane tse ka morao ha li bapisoa le metasurfaces ntle le li-backplanes li tla bontšoa likhaolong tse latelang.
(a) Ketsiso ea CST e hlophisitsoeng ea antenna ea MIMO e reriloeng e sebelisa MS (CST STUDIO SUITE 2019), (b) Li-curve tsa ponahatso ea sistimi e tsoetseng pele ea MIMO ntle le MS le MS.
Lits'oants'o tsa li-antenna tsa MIMO tse nang le metasurfaces le ntle le tsona li bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 13b, moo S11 le S44 li hlahisoang ka lebaka la boitšoaro bo batlang bo ts'oana ba li-antenna tsohle tsamaisong ea MIMO. Ke habohlokoa ho hlokomela hore -10 dB impedance bandwidth ea antenna ea MIMO ntle le metasurface e le 'ngoe e batla e tšoana. Ka lehlakoreng le leng, bandwidth ea impedance ea antenna e reriloeng ea MIMO e ntlafatsoa ke likarolo tse peli tsa MS le backplane MS. Ho bohlokoa ho hlokomela hore ntle le MS, antenna ea MIMO e fana ka sekhahla sa 81.5% (3.2-7.6 GHz) se amanang le maqhubu a bohareng. Ho kopanya MS le sefofane se ka morao ho eketsa bandwidth ea impedance ea antenna ea MIMO e reriloeng ho 86.3% (3.08-7.75 GHz). Le hoja li-MS tse nang le likarolo tse peli li eketsa katleho, ntlafatso e ka tlaase ho ea MS e nang le mokokotlo oa koporo. Ho feta moo, MC e nang le mekhahlelo e 'meli e eketsa boholo ba antenna, e eketsa litšenyehelo tsa eona,' me e fokotsa mefuta ea eona. Antenna e hlophisitsoeng ea MIMO le metasurface reflector li entsoe le ho netefatsoa ho netefatsa liphetho tsa papiso le ho lekola ts'ebetso ea 'nete. Setšoantšo sa 14a se bonts'a lesela le entsoeng la MS le antenna ea MIMO e nang le likarolo tse fapaneng tse kopantsoeng, ha Setšoantšo sa 14b se bontša foto ea sistimi e tsoetseng pele ea MIMO. MIMO antenna e behiloe ka holim'a metasurface ho sebelisoa li-spacers tse 'nè tsa nylon, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 14b. Setšoantšo sa 15a se bonts'a sets'oants'o sa tlhophiso ea liteko tse haufi-ufi tsa sistimi e ntlafalitsoeng ea li-antenna tsa MIMO. Mohlahlobi oa marang-rang oa PNA (Agilent Technologies PNA N5227A) o ile oa sebelisoa ho hakanya mekhahlelo ea ho hasanya le ho hlahloba le ho khetholla litšobotsi tse haufi-ufi tsa tlhahiso ea metsi ho UKM SATIMO Near-Field Systems Laboratory.
(a) Linepe tsa SATIMO near-field measurements (b) Ketsiso le liteko curve tsa S11 MIMO antenna e nang le ntle le MS.
Karolo ena e fana ka boithuto ba papiso ea li-parameter tsa S tse qapiloeng le tse hlokometsoeng tsa antenna ea 5G MIMO e reriloeng. Setšoantšo sa 15b se bonts'a morero oa ho bonahatsa teko ea antenna e kopantsoeng ea 4-element MIMO MS mme e e bapisa le liphetho tsa papiso ea CST. Lits'oants'o tsa liteko li fumanoe li tšoana le lipalo tsa CST, empa li ne li fapane hanyane ka lebaka la bofokoli ba tlhahiso le mamello ea liteko. Ntle le moo, ponahatso e hlokometsoeng ea prototype e reriloeng ea MIMO e thehiloeng ho MS e akaretsa sebono sa 5G se ka tlase ho 6 GHz ka bandwidth ea impedance ea 4.8 GHz, ho bolelang hore lits'ebetso tsa 5G lia khoneha. Leha ho le joalo, lebelo le lekantsoeng la resonant, bandwidth, le amplitude li fapana hanyane le liphetho tsa papiso ea CST. Litšitiso tsa tlhahiso, tahlehelo ea coax-to-SMA coupling, le litlhophiso tsa litekanyo tsa kantle li ka baka phapang lipakeng tsa liphetho tse lekantsoeng le tse etsisitsoeng. Leha ho le joalo, leha ho na le mefokolo ena, MIMO e reriloeng e sebetsa hantle, e fana ka tumellano e matla lipakeng tsa lipapiso le litekanyo, e etsa hore e tšoanelehe bakeng sa lits'ebetso tse se nang mohala tsa 6 GHz 5G.
Li-curve tsa phaello ea li-antenna tsa MIMO tse etsisitsoeng le tse hlokometsoeng li bonts'oa ho Lipapiso 2 le 2. Joalokaha ho bonts'itsoe ho Figure 16a,b le 17a,b, ka ho latellana, tšebelisano-'moho ea likarolo tsa MIMO e bontšoa. Ha metasurfaces e sebelisoa ho li-antenna tsa MIMO, karohano lipakeng tsa li-antenna tsa MIMO e ntlafatsoa haholo. Merero ea ho itšehla thajana lipakeng tsa likarolo tse haufi tsa antenna S12, S14, S23 le S34 li bonts'a li-curve tse ts'oanang, ha li-antenna tsa MIMO S13 le S42 li bonts'a ho itšehla thajana ka mokhoa o ts'oanang ka lebaka la sebaka se seholo lipakeng tsa tsona. Litšobotsi tse etsisoang tsa phetiso ea li-antenna tse haufi li bonts'oa ho Setšoantšo sa 16a. Ke habohlokoa ho hlokomela hore ho spectrum ea 5G e sebetsang ka tlase ho 6 GHz, bonyane ho itšehla thajana ha antenna ea MIMO ntle le metasurface ke -13.6 dB, le bakeng sa metasurface e nang le mokokotlo - 15.5 dB. Morero oa phaello (setšoantšo sa 16a) se bonts'a hore metasurface ea mokokotlo e ntlafatsa haholo karohano lipakeng tsa likarolo tsa antenna tsa MIMO ha li bapisoa le metasurfaces ea lera le le leng le habeli. Likarolong tse haufi tsa antenna, metasurfaces ea lera le le leng le habeli li fana ka karohano e nyane ea hoo e ka bang -13.68 dB le -14.78 dB, 'me metasurface ea copper backplane e fana ka hoo e ka bang -15.5 dB.
Li-curve tse etsisoang tsa likarolo tsa MIMO ntle le lesela la MS le lesela la MS: (a) S12, S14, S34 le S32 le (b) S13 le S24.
Li-curve tsa liteko tsa li-antenna tsa MIMO tse reriloeng tse thehiloeng ho MS ntle le tse nang le: (a) S12, S14, S34 le S32 le (b) S13 le S24.
MIMO diagonal antenna e fumana merero pele le ka mor'a ho kenyelletsa lesela la MS li bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 16b. Ke habohlokoa ho hlokomela hore bonyane karohano pakeng tsa manakana a diagonal ntle le metasurface (antenna 1 le 3) ke - 15.6 dB ho pholletsa le spectrum ea ts'ebetso, 'me metasurface e nang le mokokotlo ke - 18 dB. Mokhoa oa metasurface o fokotsa haholo litlamorao tsa ho kopanya lipakeng tsa li-antenna tsa MIMO tsa diagonal. Sekhahla se seholo sa metasurface ea lera le le leng ke -37 dB, ha bakeng sa metasurface e nang le mekhahlelo e 'meli boleng bona bo theohela ho -47 dB. Ho itšehla thajana ha metasurface e nang le mokokotlo oa koporo ke -36.2 dB, e fokotsehang ka mefuta e ntseng e eketseha ea maqhubu. Ha li bapisoa le li-metasurfaces tse nang le mekhahlelo e le 'ngoe le tse peli tse se nang mokokotlo, li-metasurfaces tse nang le mokokotlo li fana ka ho itšehla thajana ho phahameng ho pholletsa le mefuta eohle e hlokahalang ea maqhubu a ts'ebetso, haholo-holo ho 5G range ka tlase ho 6 GHz, joalokaha ho bontšitsoe ho Figures 16a, b. Sehlopheng se tsebahalang haholo le se sebelisoang haholo sa 5G se ka tlase ho 6 GHz (3.5 GHz), li-metasurfaces tse nang le mekhahlelo e le 'ngoe le tse peli li na le karohano e tlase lipakeng tsa likarolo tsa MIMO ho feta metasurfaces e nang le li-backplanes tsa koporo (hoo e batlang e se na MS) (bona Figure 16a), b) . Litekanyo tsa phaello li bontšoa ho Lipalo 17a, b, tse bontšang ho aroloa ha li-antenna tse haufi (S12, S14, S34 le S32) le li-antenna tsa diagonal (S24 le S13), ka ho latellana. Joalokaha ho ka bonoa lipalo-palo tsena (setšoantšo sa 17a, b), ho arohana ha liteko pakeng tsa likarolo tsa MIMO ho lumellana hantle le ho itšehla thajana ho etsoang. Leha ho na le liphapang tse nyane lipakeng tsa litekanyetso tsa CST tse lekantsoeng le tse lekantsoeng ka lebaka la bofokoli ba tlhahiso, likhokahano tsa boema-kepe ba SMA le tahlehelo ea mehala. Ho feta moo, antenna le MS reflector li teng pakeng tsa li-spacers tsa nylon, e leng taba e 'ngoe e amang liphetho tse hlokometsoeng ha li bapisoa le liphetho tsa papiso.
o ithutile kabo ea morao-rao ho 5.5 GHz ho lekanya karolo ea metasurfaces ho fokotsa ho kopanya ka bobeli ka khatello ea maqhubu a holim'a metsi42. Kabo ea hajoale ea antenna e reriloeng ea MIMO e bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 18, moo antenna 1 e khannoang teng 'me karolo e 'ngoe ea antenna e felisoa ka mojaro oa 50 ohm. Ha lenakana 1 le matlafalitsoe, maqhubu a bohlokoa a ho kopanya a tla hlaha manakanang a haufi ho 5.5 GHz ha ho se na metasurface, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 18a. Ho fapana le hoo, ka tšebeliso ea li-metasurfaces, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 18b-d, ho arohana pakeng tsa li-antenna tse haufi ho ntlafatsoa. Hoa lokela ho hlokomeloa hore phello ea ho kopana ha masimo a haufi a ka fokotsoa ka ho phatlalatsa khokahanyo ea hona joale ho mehele e haufi ea lisele tsa yuniti le lisele tse haufi tsa MS hammoho le lera la MS ka litsela tse sa tšoaneng. Ho kenya hona joale ho tloha ho li-antenna tse ajoang ho ea ho li-unit tsa MS ke mokhoa oa bohlokoa oa ho ntlafatsa ho itšehla thajana lipakeng tsa likarolo tsa MIMO. Ka lebaka leo, hona joale ho kopanya pakeng tsa likarolo tsa MIMO ho fokotsehile haholo, 'me ho itšehla thajana ho boetse ho ntlafatsoa haholo. Hobane sebaka sa ho kopanya se ajoa haholo ho element, metasurface ea copper backplane e arola kopano ea antenna ea MIMO haholo ho feta metasurfaces ea lera le habeli (Setšoantšo sa 18d). Ho feta moo, antenna ea MIMO e ntlafalitsoeng e na le ts'ebetso e tlase haholo ea morao-rao le ho phatlalatsoa ka mahlakoreng, e hlahisang mohlala oa mahlaseli a sa tšoaneng, kahoo e eketsa phaello ea antenna ea MIMO e reriloeng.
Lipaterone tsa hajoale tsa antenna ea MIMO e reriloeng ho 5.5 GHz (a) ntle le MC, (b) MC ea lera le le leng, (c) MC e nang le mekhahlelo e 'meli, le (d) MC ea lera le le leng le mokokotlo oa koporo. (CST Studio Suite 2019).
Ka har'a maqhubu a ts'ebetso, Setšoantšo sa 19a se bonts'a melemo e etsisitsoeng le e hlokometsoeng ea antenna ea MIMO e hlophisitsoeng ntle le metasurfaces. Phaello e etsisitsoeng e fihletsoeng ea antenna ea MIMO ntle le metasurface ke 5.4 dBi, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 19a. Ka lebaka la phello e kopanetsoeng lipakeng tsa likarolo tsa MIMO, antenna e reriloeng ea MIMO e hlile e fumana phaello e phahameng ea 0.25 dBi ho feta e le 'ngoe. Keketso ea metasurfaces e ka fana ka phaello e kholo le ho ikarola lipakeng tsa likarolo tsa MIMO. Kahoo, antenna ea metasurface ea MIMO e reriloeng e ka fumana phaello e phahameng ea ho fihla ho 8.3 dBi. Joalokaha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 19a, ha metasurface e le 'ngoe e sebelisoa ka morao ho MIMO antenna, phaello e eketseha ka 1.4 dBi. Ha metasurface e imena habeli, phaello e eketseha ka 2.1 dBi, joalokaha ho bontšoa ho Setšoantšo sa 19a. Leha ho le joalo, phaello e phahameng e lebelletsoeng ea 8.3 dBi e finyelloa ha u sebelisa metasurface e nang le mokokotlo oa koporo. Ka ho hlakileng, phaello e kholo e fihletsoeng bakeng sa metasurfaces ea lera le le leng le habeli ke 6.8 dBi le 7.5 dBi, ka ho latellana, ha phaello e kholo e fihletsoeng bakeng sa metasurface e ka tlaase ke 8.3 dBi. Lera la metasurface le lehlakoreng le ka morao la lenakana le sebetsa joalo ka sebonela-hōle, le bonahatsa mahlaseli a tsoang lehlakoreng le ka morao la lenakana le ho ntlafatsa karo-karolelano ea pele ho ea morao (F/B) ea lenaka le entsoeng ka MIMO. Ntle le moo, sets'oants'o sa MS se nang le ts'ireletso e phahameng se laola maqhubu a motlakase mohatong, ka hona se theha molumo o eketsehileng le ho ntlafatsa ts'ebetso ea radiation ea antenna e reriloeng ea MIMO. Setšoantšo sa MS se kentsoeng ka morao ho antenna ea MIMO se ka eketsa haholo phaello e fihletsoeng, e tiisitsoeng ke liphello tsa liteko. Melemo e hlokometsoeng le e etsisitsoeng ea antenna e ntlafalitsoeng ea MIMO e batla e tšoana, leha ho le joalo, ka makhetlo a mang phaello e lekantsoeng e phahame ho feta phaello e etsisitsoeng, haholo bakeng sa MIMO ntle le MS; Liphapang tsena tsa phaello ea liteko li bakoa ke mamello ea litekanyo tsa li-pads tsa nylon, tahlehelo ea likhoele, le ho hokahana ho sistimi ea antenna. Phaello e phahameng e lekantsoeng ea antenna ea MIMO ntle le metasurface ke 5.8 dBi, ha metasurface e nang le mokokotlo oa koporo ke 8.5 dBi. Ho bohlokoa ho ela hloko hore sistimi e reriloeng e felletseng ea 4-port MIMO antenna e nang le MS reflector e bonts'a phaello e phahameng tlasa maemo a liteko le lipalo.
Ketsiso le liphetho tsa liteko tsa (a) phaello e fihletsoeng le (b) ts'ebetso e akaretsang ea antenna e reriloeng ea MIMO e nang le phello ea metasurface.
Setšoantšo sa 19b se bonts'a ts'ebetso e akaretsang ea sistimi e sisintsoeng ea MIMO ntle le li-reflector tsa metasurface. Setšoantšong sa 19b, ts'ebetso e tlaase ka ho fetisisa ea ho sebelisa MS ka sefofane se ka morao e ne e le ka holimo ho 73% (ho theohela ho 84%). Kakaretso ea katleho ea li-antenna tsa MIMO tse tsoetseng pele ntle le MC le MC e batla e tšoana le liphapang tse nyane ha li bapisoa le litekanyetso tse etsisitsoeng. Mabaka a sena ke mamello ea litekanyo le tšebeliso ea li-spacers pakeng tsa antenna le MS reflector. Phaello e lekantsoeng e fihlelletsoeng le ts'ebetso e felletseng ea maqhubu ohle e batla e ts'oana le sephetho sa papiso, e bonts'ang hore ts'ebetso ea prototype e reriloeng ea MIMO e joalo ka ha ho lebelletsoe le hore antenna e khothaletsoang ea MS-based MIMO e loketse likhokahano tsa 5G. Ka lebaka la liphoso lithutong tsa liteko, ho na le phapang lipakeng tsa liphetho tse akaretsang tsa liteko tsa laboratori le liphetho tsa lipapiso. Ts'ebetso ea prototype e reriloeng e angoa ke ho se lumellane pakeng tsa antenna le sehokelo sa SMA, tahlehelo ea coaxial cable splice, litlamorao tsa soldering, le ho ba haufi ha lisebelisoa tse fapaneng tsa elektroniki ho qala liteko.
Setšoantšo sa 20 se hlalosa tsoelo-pele ea moralo le ho ntlafatsa ha antenna e boletsoeng ka mokhoa oa setšoantšo sa block. Setšoantšo sena sa li-block se fana ka tlhaloso ea mohato ka mohato ea melao-motheo ea moralo oa li-antenna tsa MIMO, hammoho le li-parameter tse bapalang karolo ea bohlokoa ho ntlafatseng antenna ho finyella phaello e phahameng e hlokahalang le ho itšehla thajana ho feta maqhubu a mangata a sebetsang.
Litekanyo tsa li-antenna tsa MIMO tse haufi-ufi li ile tsa lekanngoa ho Tikoloho ea Teko ea SATIMO Near-Field Testing Laboratory ea UKM SATIMO Near-Field Systems. Lipalo tsa 21a,b li bonts'a mekhoa ea mahlaseli a E-plane le H-plane e bokelletsoeng lekanale la MIMO le nang le MS le ntle le maqhubu a ts'ebetso a 5.5 GHz. Lekhetlong la maqhubu a ts'ebetso a 5.5 GHz, antenna e tsoetseng pele e seng MS MIMO e fana ka mokhoa o tsitsitseng oa mahlaseli a mahlakore a mabeli a nang le litekanyetso tsa lobe ea mahlakoreng. Ka mor'a ho sebelisa MS reflector, antenna e fana ka mohlala oa mahlaseli a sa tšoaneng le ho fokotsa boemo ba likarolo tse ka morao, joalokaha ho bontšitsoe ho Figures 21a, b. Ke habohlokoa ho hlokomela hore ka ho sebelisa metasurface e nang le mokokotlo oa koporo, mokhoa o reriloeng oa li-antenna tsa MIMO o tsitsitse ebile ha o le mong ho feta o se nang MS, o nang le li-lobes tse tlaase haholo le mahlakoreng. MM array reflector e reriloeng e fokotsa likarolo tse ka morao le tse ka thōko tsa antenna hape e ntlafatsa litšoaneleho tsa mahlaseli ka ho tsamaisa hona joale ka tsela e sa tloaelehang (setšoantšo sa 21a, b), kahoo se eketsa phaello le tataiso. Mokhoa o lekantsoeng oa mahlaseli o ile oa fumanoa bakeng sa boema-kepe ba 1 ka mojaro oa 50 ohm o hokahaneng le likoung tse setseng. Ho ile ha hlokomeloa hore mokhoa oa mahlaseli oa liteko o ne o batla o tšoana le oa CST, leha ho ne ho e-na le liphapang ka lebaka la ho se lumellane ha likaroloana, litšoantšo tse tsoang likoung tsa lifofane, le tahlehelo ea likhokahano tsa cable. Ho feta moo, ho ile ha kenngoa spacer ea nylon pakeng tsa antenna le MS reflector, e leng taba e 'ngoe e amang liphetho tse hlokometsoeng ha li bapisoa le liphetho tse boletsoeng esale pele.
Mokhoa oa mahlaseli oa antenna e tsoetseng pele ea MIMO (e se nang MS le MS) ka lebelo la 5.5 GHz e ile ea etsisoa le ho lekoa.
Ho bohlokoa ho hlokomela hore ho itšehla thajana ha koung le litšobotsi tse amanang le eona li bohlokoa ha ho hlahlojoa ts'ebetso ea litsamaiso tsa MIMO. Ts'ebetso ea mefuta-futa ea sistimi e reriloeng ea MIMO, ho kenyeletsoa coefficient ea khokahano ea enfelopo (ECC) le phaello ea mefuta-futa (DG), e hlahlojoa ho bonts'a matla a sistimi e hlophisitsoeng ea li-antenna tsa MIMO. ECC le DG ea antenna ea MIMO e ka sebelisoa ho lekola tšebetso ea eona kaha ke likarolo tsa bohlokoa tsa ts'ebetso ea sistimi ea MIMO. Likarolo tse latelang li tla qaqisa lintlha tsena tsa antenna ea MIMO e reriloeng.
Envelope Correlation Coefficient (ECC). Ha ho nahanoa ka sistimi efe kapa efe ea MIMO, ECC e khetha hore na likarolo tsa likarolo li hokahana hakae mabapi le thepa ea tsona e ikhethang. Kahoo, ECC e bonts'a boemo ba ho itšehla thajana ho marang-rang a marang-rang a marang-rang. ECC (coefficient ea khokahano ea enfelopo) ea sistimi e ntlafalitsoeng ea MIMO e ka khethoa ho ipapisitsoe le li-parameter tsa S le tlhahiso ea masimong a hole. Ho tsoa ho Eq. (7) le (8) ECC ea MIMO antenna 31 e reriloeng e ka khethoa.
Coefficient ea ho bonahatsa e emeloa ke Sii le Sij e emela coefficient ea phetisetso. Mekhoa ea mahlaseli a mahlakore a mararo ea linaka tsa j-th le i-th li fanoa ke lipolelo \(\vec{R}_{j} \left({\theta ,\varphi} \right)\) le \( \vec {{R_{ i } }} Koko e tiileng e emelwang ke \left( {\ theta ,\varphi } \ right)\) le \({\ Omega }\). Mokokotlo oa ECC oa antenna e reriloeng e bontšoa ho Setšoantšo sa 22a 'me boleng ba eona bo ka tlaase ho 0.004, e leng ka tlase ho boleng bo amohelehang ba 0.5 bakeng sa tsamaiso ea mohala. Ka hona, boleng bo fokotsehileng ba ECC bo bolela hore sistimi e reriloeng ea 4-port MIMO e fana ka mefuta e fapaneng e phahameng43.
Diversity Gain (DG) DG ke metric e 'ngoe ea ts'ebetso ea sistimi ea MIMO e hlalosang hore na morero oa mefuta-futa o ama matla a mahlaseli joang. Relation (9) e etsa qeto ea hore na DG ea sistimi ea antenna ea MIMO e ntse e ntlafatsoa, joalo ka ha ho hlalositsoe ho 31.
Setšoantšo sa 22b se bontša setšoantšo sa DG sa tsamaiso ea MIMO e reriloeng, moo boleng ba DG bo leng haufi haholo le 10 dB. Litekanyetso tsa DG tsa li-antenna tsohle tsa sistimi e hlophisitsoeng ea MIMO li feta 9.98 dB.
Letlapa la 1 le bapisa antenna ea metasurface ea MIMO e reriloeng le litsamaiso tse tšoanang tsa MIMO tse sa tsoa etsoa. Papiso e nahanela mekhahlelo e fapaneng ea ts'ebetso, ho kenyeletsoa bandwidth, phaello, ho itšehla thajana ho hoholo, katleho e felletseng, le ts'ebetso e fapaneng. Bafuputsi ba hlahisitse mefuta e sa tšoaneng ea li-antenna tsa MIMO ka mekhoa ea ho fumana le ho ntlafatsa ho itšehla thajana ho 5, 44, 45, 46, 47. Ha ho bapisoa le mesebetsi e phatlalalitsoeng pele, tsamaiso ea MIMO e reriloeng e nang le metasurface reflectors e ba feta ka mokhoa oa bandwidth, phaello, le ho itšehla thajana. Ho feta moo, ha ho bapisoa le li-antenna tse tšoanang tse tlalehiloeng, sistimi e ntlafalitsoeng ea MIMO e bonts'a ts'ebetso e phahameng ea mefuta-futa le katleho e akaretsang ka boholo bo nyane. Leha li-antenna tse hlalositsoeng Karolong ea 5.46 li na le boikhethelo bo phahameng ho feta li-antenna tsa rona tse reriloeng, li-antenna tsena li na le boholo bo boholo, phaello e tlase, bandwidth e patisaneng, le ts'ebetso e mpe ea MIMO. Antenna ea 4-port MIMO e hlahisitsoeng ho 45 e bonts'a phaello e phahameng le katleho, empa moralo oa eona o na le karohano e tlase, boholo bo boholo, le ts'ebetso e mpe ea mefuta-futa. Ka lehlakoreng le leng, sistimi ea antenna ea boholo bo nyane e hlahisitsoeng ho 47 e na le phaello e tlase haholo le bandwidth ea ts'ebetso, ha sistimi ea rona e reriloeng ea MS e thehiloeng ho 4-port MIMO e bonts'a boholo bo nyane, phaello e phahameng, ho itšehla thajana le ts'ebetso e ntle ea MIMO. Kahoo, antenna ea metasurface ea MIMO e reriloeng e ka fetoha mohanyetsi e moholo bakeng sa litsamaiso tsa puisano tsa sub-6 GHz 5G.
Antenna e nang le li-port metasurface reflector-based wideband ea MIMO e nang le phaello e phahameng le ho itšehla thajana e hlahisoa ho tšehetsa lits'ebetso tsa 5G ka tlase ho 6 GHz. Mohala oa microstrip o fepa karolo ea lisekoere tsa mahlaseli, e fokotsoang ka lisekoere lihukung tse diagonal. MS e reriloeng le emitter ea antenna e kengoa tšebetsong lisebelisoa tsa substrate tse ts'oanang le Rogers RT5880 ho fihlela ts'ebetso e ntle haholo lits'ebetsong tsa puisano tsa 5G tsa lebelo le holimo. Antenna ea MIMO e na le mefuta e mengata e fapaneng le phaello e phahameng, 'me e fana ka karohano e utloahalang lipakeng tsa likarolo tsa MIMO le ts'ebetso e ntle haholo. Lenakana le le leng le ntlafalitsoeng le na le litekanyo tse nyane tsa 0.58?0.58?0.02? e nang le 5 × 5 metasurface array, e fana ka bophara ba bandwidth ea 4.56 GHz, phaello e phahameng ea 8 dBi le katleho e phahameng e lekantsoeng. Antenna e reriloeng ea li-port tse 'ne tsa MIMO (2 × 2 array) e entsoe ka ho hokahanya antenna e' ngoe le e 'ngoe e reriloeng le e 'ngoe e nang le litekanyo tsa 1.05 × 1.05 × 0.02 λ. Ho kgothaletswa ho kopanya sehlopha sa 10 × 10 MM tlas'a antenna e phahameng ea 12mm ea MIMO, e ka fokotsang mahlaseli a morao le ho fokotsa ho kopana pakeng tsa likarolo tsa MIMO, ka tsela eo ho ntlafatsa phaello le ho itšehla thajana. Liphetho tsa liteko le papiso li bonts'a hore prototype e ntlafalitsoeng ea MIMO e ka sebetsa maemong a mangata a 3.08-7.75 GHz, e koahelang spectrum ea 5G ka tlase ho 6 GHz. Ntle le moo, antenna e reriloeng ea MIMO e thehiloeng ho MS e ntlafatsa phaello ea eona ka 2.9 dBi, e fumana phaello e phahameng ea 8.3 dBi, mme e fana ka karohano e ntle haholo (> 15.5 dB) lipakeng tsa likarolo tsa MIMO, e netefatsa tlatsetso ea MS. Ntle le moo, antenna ea MIMO e reriloeng e na le katleho e phahameng ea kakaretso ea 82% le sebaka se tlase sa likarolo tse 22 mm. Antenna e bonts'a ts'ebetso e ntle ea mefuta-futa ea MIMO ho kenyelletsa le DG e phahameng haholo (ho feta 9.98 dB), ECC e tlase haholo (e ka tlase ho 0.004) le mohlala oa mahlaseli a sa tšoaneng. Liphetho tsa tekanyo li tšoana haholo le liphetho tsa papiso. Litšobotsi tsena li tiisa hore tsamaiso ea li-antenna tse 'nè tsa MIMO e ka ba khetho e sebetsang bakeng sa mekhoa ea puisano ea 5G ho sub-6 GHz frequency range.
Cowin e ka fana ka 400-6000MHz wideband PCB antenna, le ts'ehetso ea ho rala lenakana le lecha ho latela tlhoko ea hau, ka kopo ikopanye le rona ntle le qea-qeo haeba u na le kopo.
Nako ea poso: Oct-10-2024