Numer: 02/2024 Str. 17
Autorzy: Islam Ibrahim , Nada Farah , Mohamed Ahmed , Hala Abdelkader , Ahmed Al-Gburi , Zahriladha Zakaria , Rania Elabd , M. Elsherbini :
Tytuł: Złożona macierz układów anten Mm-Wave do zastosowań 5G
Streszczenie: W ramach tej pracy projektuje, symuluje i wytwarza układ anten wykorzystujących fale milimetrowe dla stacji bazowej 5G, aby wspierać znaczące ulepszenia wprowadzone w nowej technologii 5G. Prace rozpoczynają się od układów 1x8 o rozmiarach 64,21,2 mm² i 55x20,2 mm² odpowiednio dla 28 i 38 GHz. Elementy są następnie powiększane do macierzy 8x8 o wymiarach 64x169 mm² dla 28 GHz i 55x161,5 mm² dla 38 GHz. Proponowany projekt jest dalej promowany do anteny szeregowej 16x8 o wymiarach 74x255x0,508 mm³. Ta konfiguracja anteny początkowo składa się z układu zasilanego szeregowo 8x8 pracującego przy 28 GHz i kolejnego 8x8 pracującego przy 38 GHz, wszystkie zaimplementowane na podłożu Rogers/RT 5880 z εr=2,2. Dla częstotliwości 28 GHz i 38 GHz zmierzona efektywność promieniowania wyniosła odpowiednio 97,6% i 96,8%, a największe rzeczywiste wzmocnienie wyniosło 24,7 dBi. Dodatkowo układ anten znacznie zwiększa zysk. Wydajność anteny obejmuje dwuzakresowe widmo fal milimetrowych w paśmie 28–38 GHz. W szczególności przy 28 GHz macierze 8x8 mają zrealizowany zysk na poziomie 20,33 dBi, a przy 38 GHz zysk wynosi 22,23 dBi. Ponadto dla zasięgu anteny model wykazuje symetryczną charakterystykę promieniowania, a poziom listka bocznego jest obniżony do -10,2 dB. Do symulacji tych anten szeregowych służą dwa programy symulacyjne, MWSCST2020 i ANSYS HFSS19. Wyniki symulacji są ściśle zgodne z rzeczywistą wydajnością modelu. Ponadto antena jest mierzona za pomocą Agilent R&S Z67 VNA.
Słowa kluczowe: Fala milimetrowa – Technologia 5G – Macierze – Wzmocnienie