Metasurfaces ئارقىلىق 5G تارماق 6 GHz خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ كەڭ بەلۋاغلىق PCB ئانتېنناسىنىڭ ئۆسۈشى ۋە ئايرىلىشىنى ياخشىلاش.

بۇ ئەسەر 6 GHz دىن تۆۋەن بەشىنچى ئەۋلاد (5G) سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ ئىخچام توپلاشتۇرۇلغان كۆپ كىرگۈزۈشچان كۆپ چىقىرىش (MIMO) مېتاسفېرا (MS) كەڭ بەلۋاغلىق ئانتېنناسىنى ئوتتۇرىغا قويدى. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ روشەن يېڭىلىقى ئۇنىڭ كەڭ مەشغۇلات كەڭلىكى ، يۇقىرى پايدا ، كىچىك زاپچاسلارنى تازىلاش ۋە MIMO زاپچاسلىرى ئىچىدىكى ئېسىل يەكلىنىش. ئانتېننانىڭ رادىئاتسىيە نۇقتىسى دىئاگونال قىسقارتىلغان ، قىسمەن يەر ئاستى بولۇپ ، ئانتېننانىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاشقا ئىشلىتىلىدۇ. ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئەسلى تىپ بىرلەشتۈرۈلگەن يەككە MS ئانتېننانىڭ كىچىكلىتىلگەن ئۆلچىمى 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. تەقلىد قىلىش ۋە ئۆلچەش نەتىجىسى كەڭ بەلۋاغلىق تورنىڭ 3.11 GHz دىن 7.67 GHz غىچە ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، بۇنىڭ ئىچىدە ئەڭ يۇقىرى بولغاندا 8 dBi. تۆت ئېلېمېنتلىق MIMO سىستېمىسى 3.2 دىن 7.6 GHz غىچە ئىخچام چوڭلۇق ۋە كەڭ بەلۋاغلىق ئىقتىدارنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ھەر بىر ئانتېننا ئۆز-ئارا يەككە ھالەتتە لايىھەلەنگەن. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئەسلى مودېلى Rogers RT5880 تارماق لىنىيىسىدە لايىھەلەنگەن ۋە ياسالغان بولۇپ ، تۆۋەن زىيان ۋە كىچىكلىتىلگەن ئۆلچىمى 1.05. 1.05? 0.02? ، ئۇنىڭ ئىپادىسى 10 x 10 بۆلۈش ھالقىسى بىلەن ئوتتۇرىغا قويۇلغان چاسا يېپىق ئۈزۈك رېزوناتور گۇرۇپپىسى ئارقىلىق باھالىنىدۇ. ئاساسىي ماتېرىيال ئوخشاش. ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئارقا پىلانېت مېتاسفېراسى ئانتېننا ئارقا رادىئاتسىيەسىنى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلىتىدۇ ۋە ئېلېكتر ماگنىت مەيدانىنى كونترول قىلىدۇ ، بۇ ئارقىلىق MIMO زاپچاسلىرىنىڭ كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، ئۆسۈشى ۋە ئايرىلىشى ياخشىلىنىدۇ. ھازىر بار بولغان MIMO ئانتېنناسىغا سېلىشتۇرغاندا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان 4 ئېغىزلىق MIMO ئانتېنناسى 8.3 dBi يۇقىرى ئۈنۈمگە ئېرىشىدۇ ، 5G تارماق 6 GHz بەلۋاغنىڭ ئوتتۇرىچە ئومۇمىي ئۈنۈمى% 82 كە يېتىدۇ ھەمدە ئۆلچەملىك نەتىجىگە ماس كېلىدۇ. ئۇندىن باشقا ، تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېنناسى كونۋېرت باغلىنىش كوئېففىتسېنتى (ECC) نىڭ 0.004 دىن تۆۋەن ، كۆپ خىللىقنىڭ ئۆسۈشى (DG) تەخمىنەن 10 dB (> 9.98 dB) ۋە MIMO زاپچاسلىرى (> 15.5 dB) ئارىسىدا يۇقىرى ئايرىلىش جەھەتتە ئىپادىسىنى نامايان قىلدى. ئالاھىدىلىكى. شۇڭا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS نى ئاساس قىلغان MIMO ئانتېننا ئۇنىڭ 6 GHz دىن تۆۋەن 5G خەۋەرلىشىش تورىغا ماس كېلىدىغانلىقىنى ئىسپاتلىدى.
5G تېخنىكىسى سىمسىز خەۋەرلىشىشتىكى كىشىنىڭ ئىشەنگۈسى كەلمەيدىغان ئىلگىرلەش بولۇپ ، ئۇ مىلياردلىغان ئۇلانغان ئۈسكۈنىلەرنىڭ تېخىمۇ تېز ۋە تېخىمۇ بىخەتەر تورىنى تەمىنلەيدۇ ، ئابونتلارنىڭ تەجرىبىسىنى «نۆل» كېچىكىش (1 مىللىمېتىردىن تۆۋەن) بىلەن تەمىنلەيدۇ ۋە ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. داۋالاش ، ئەقلىي مائارىپ. ، ئەقلىي ئىقتىدارلىق شەھەرلەر ، ئەقلىي ئىقتىدارلىق ئۆيلەر ، مەۋھۇم رېئاللىق (VR) ، ئەقلىي ئىقتىدارلىق زاۋۇتلار ۋە ماشىنا تورى (IoV) تۇرمۇشىمىزنى ، جەمئىيىتىمىزنى ۋە كەسىپلىرىمىزنى ئۆزگەرتىۋاتىدۇ. ئامېرىكا فېدېراتسىيە خەۋەرلىشىش كومىتېتى (FCC) 5G سپېكترىنى تۆت چاستوتا بەلبېغىغا ئايرىدى. 6 GHz دىن تۆۋەن چاستوتا بەلۋېغى تەتقىقاتچىلارنى قىزىقتۇرىدۇ ، چۈنكى ئۇ يۇقىرى سانلىق مەلۇمات نىسبىتى بىلەن ئۇزۇن يوللۇق خەۋەرلىشىشكە يول قويىدۇ. يەرشارىدىكى 5G خەۋەرلىشىشنىڭ 6 GHz لىق 5G چاستوتا سىپېكترى تەقسىملىنىشى 1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، بۇ ھەرقايسى دۆلەتلەرنىڭ 5G خەۋەرلىشىش ئۈچۈن 6 GHz دىن تۆۋەن چاستوتا سىپېكترىنى ئويلىشىۋاتقانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. ئانتېننا 5G تورىنىڭ مۇھىم بىر قىسمى بولۇپ ، تېخىمۇ كۆپ ئاساسىي پونكىت ۋە ئىشلەتكۈچى تېرمىنالى ئانتېنناسىغا ئېھتىياجلىق بولىدۇ.
Microstrip ياماق ئانتېنناسى نېپىز ۋە تۈز قۇرۇلمىلىق ئەۋزەللىككە ئىگە ، ئەمما كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە پايدا نىسبىتى 10،10 ، شۇڭا ئانتېننانىڭ ئۆسۈشى ۋە كەڭلىكىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن نۇرغۇن تەتقىقاتلار ئېلىپ بېرىلدى. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ، مېتاسفېرا (MS) ئانتېننا تېخنىكىسىدا كەڭ قوللىنىلدى ، بولۇپمۇ پايدا ۋە كىرگۈزۈشنى ياخشىلاش ئۈچۈن 11،12 ، ئەمما ، بۇ ئانتېننا پەقەت بىرلا پورت بىلەنلا چەكلىنىدۇ. MIMO تېخنىكىسى سىمسىز خەۋەرلىشىشنىڭ مۇھىم تەرىپى ، چۈنكى ئۇ بىرلا ۋاقىتتا كۆپ خىل ئانتېننا ئىشلىتىپ سانلىق مەلۇمات يەتكۈزەلەيدۇ ، بۇ ئارقىلىق سانلىق مەلۇمات نىسبىتى ، سپېكترى ئۈنۈمى ، قانال سىغىمى ۋە ئىشەنچلىكلىكى 13،14،15. MIMO ئانتېنناسى 5G قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ يوشۇرۇن كاندىداتلىرى ، چۈنكى ئۇلار قوشۇمچە توك تەلەپ قىلمىسىمۇ كۆپ قانالدا سانلىق مەلۇمات يەتكۈزەلەيدۇ ۋە قوبۇل قىلالايدۇ. MIMO زاپچاسلىرىنىڭ ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى MIMO ئېلېمېنتلىرىنىڭ ئورنى ۋە MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئېرىشىشىگە باغلىق ، بۇ تەتقىقاتچىلار ئۈچۈن بىر چوڭ رىقابەت. 18 ، 19 ۋە 20-رەسىملەردە 5G تارماق 6 GHz چاستوتا بۆلىكىدە ئىشلەيدىغان ھەرخىل MIMO ئانتېنناسى كۆرسىتىلدى ، بۇلارنىڭ ھەممىسى ياخشى MIMO يەكلەش ۋە ئىقتىدارنى نامايان قىلدى. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ ئوتتۇرىغا قويۇلغان سىستېمىلارنىڭ پايدا ۋە مەشغۇلات كەڭلىكى تۆۋەن.
مېتال ماتېرىياللار (MMs) تەبىئەتتە مەۋجۇت بولمىغان ۋە ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنى كونترول قىلالايدىغان يېڭى ماتېرىيال بولۇپ ، ئانتېننانىڭ ئىقتىدارىنى 21،22،23،24 قىلىدۇ. MM ھازىر ئانتېننا تېخنىكىسىدا كەڭ قوللىنىلىپ ، ئانتېننا ئېلېمېنتى ۋە سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى ئارىسىدىكى رادىئاتسىيە ئەندىزىسى ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، ئېرىشىش ۋە ئايرىلىشنى ياخشىلايدۇ ، 2029-يىلى ، تۆت ئېلېمېنتلىق MIMO سىستېمىسى ئاساس قىلىنغان. ئانتېننا بۆلىكى ھاۋا بوشلۇقى يوق يەر يۈزى بىلەن يەر ئارىسىغا قىسىلىپ قويۇلغان مېتاس يۈزى ، بۇ MIMO ئىقتىدارىنى ياخشىلايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ لايىھەنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ، مەشغۇلات چاستوتىسى تۆۋەن ۋە مۇرەككەپ قۇرۇلمىسى بار. ئېلېكتر ماگنىتلىق بەلۋاغ (EBG) ۋە يەر ھالقىسى ئوتتۇرىغا قويۇلغان 2 ئېغىزلىق كەڭ بەلۋاغلىق MIMO ئانتېنناسىغا كىرگۈزۈلۈپ ، MIMO30 زاپچاسلىرىنىڭ ئايرىلىشىنى ياخشىلايدۇ. لايىھەلەنگەن ئانتېننانىڭ ياخشى MIMO كۆپ خىللىقى ۋە ئىككى MIMO ئانتېنناسى ئارىسىدا ناھايىتى ياخشى ئايرىلىش ئىقتىدارى بار ، ئەمما پەقەت ئىككى MIMO زاپچاسلىرىنى ئىشلەتكەندە ، پايدىسى تۆۋەن بولىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، 31-يىلى يەنە ئۇلترا كەڭ بەلۋاغلىق تور (UWB) قوش ئېغىزلىق MIMO ئانتېنناسىنى ئوتتۇرىغا قويدى ھەمدە مېتابولىزىم ئارقىلىق ئۇنىڭ MIMO ئىقتىدارىنى تەكشۈردى. گەرچە بۇ ئانتېننا UWB مەشغۇلاتىغا قادىر بولسىمۇ ، ئەمما ئۇنىڭ پايدىسى تۆۋەن ، ئىككى ئانتېننانىڭ ئايرىلىشى ناچار. 32-يىلدىكى خىزمەتتە ئېلېكتر ماگنىتلىق بەلۋاغ (EBG) نۇر قايتۇرغۇچ ئىشلىتىپ ، 2 ئېغىزلىق MIMO سىستېمىسى ئوتتۇرىغا قويۇلغان. گەرچە تەرەققىي قىلغان ئانتېننا گۇرۇپپىسىنىڭ يۇقىرى پايدىسى ۋە MIMO كۆپ خىللىقى ياخشى بولسىمۇ ، ئەمما ئۇنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى كېيىنكى ئەۋلاد خەۋەرلىشىش ئۈسكۈنىلىرىدە قوللىنىشنى قىيىنلاشتۇرۇۋېتىدۇ. يەنە بىر نۇر قايتۇرۇشنى ئاساس قىلغان كەڭ بەلۋاغلىق ئانتېننا 33-يىلى ياسالغان بولۇپ ، نۇر قايتۇرغۇچ ئانتېننانىڭ ئاستىدا 22 مىللىمېتىر چوڭلۇقتا بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن بولۇپ ، تۆۋەن چوققا قىممەت 4.87 dB بولغان. 34-قەغەزدە mmWave قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن تۆت ئېغىزلىق MIMO ئانتېنناسى لايىھىلەنگەن بولۇپ ، MS قەۋىتى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ MIMO سىستېمىسىنىڭ يەكلىنىشى ۋە پايدىسىنى ئۆستۈرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ ئانتېننا ياخشى پايدا ۋە يەكلىنىش بىلەن تەمىنلەيدۇ ، ئەمما كەڭ بوشلۇق پەرقى سەۋەبىدىن كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە مېخانىك خۇسۇسىيىتى چەكلىك. ئوخشاشلا ، 2015-يىلى ، mmWave خەۋەرلىشىش ئۈچۈن ئۈچ جۈپ ، 4 ئېغىزلىق ئوقيا شەكىللىك مېتاسفېرا بىرىكتۈرۈلگەن MIMO ئانتېنناسى ياسالغان بولۇپ ، ئەڭ يۇقىرى بولغاندا 7.4 dBi بولغان. B36 MS ئانتېننانىڭ ئۆسۈشىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن 5G ئانتېنناسىنىڭ ئارقا تەرىپىگە ئىشلىتىلىدۇ ، بۇ يەرنىڭ مېتافىزىيىسى نۇر قايتۇرۇش رولىنى ئوينايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، MS قۇرۇلمىسى سىممېترىك ئەمەس ، بىرلىك ھۈجەيرە قۇرۇلمىسىغا ئانچە ئەھمىيەت بېرىلمىگەن.
يۇقارقى ئانالىز نەتىجىسىگە قارىغاندا ، يۇقارقى ئانتېننالارنىڭ ھېچقايسىسىنىڭ يۇقىرى پايدىسى ، ئېسىل يەكلىنىشى ، MIMO ئىقتىدارى ۋە كەڭ بەلۋاغنىڭ قاپلىنىش نىسبىتى يوق. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى پايدا ۋە يەكلىنىش بىلەن 6 GHz دىن تۆۋەن 5G چاستوتا چاستوتا چاستوتىسىنى كەڭ دائىرىدە قاپلىيالايدىغان MIMO ئانتېنناسىغا يەنىلا ئېھتىياج بار. يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان ئەدەبىياتنىڭ چەكلىمىسىنى كۆزدە تۇتقاندا ، 6 GHz دىن تۆۋەن سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى ئۈچۈن يۇقىرى پايدا ۋە كۆپ خىل ئىقتىدارغا ئىگە كەڭ بەلۋاغلىق تۆت ئېلېمېنتلىق MIMO ئانتېننا سىستېمىسى ئوتتۇرىغا قويۇلغان. بۇنىڭدىن باشقا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسى MIMO زاپچاسلىرى ، كىچىك ئېلېمېنتلار پەرقى ۋە يۇقىرى رادىئاتسىيە ئۈنۈمى ئوتتۇرىسىدا ناھايىتى ياخشى ئايرىلىشنى نامايان قىلدى. ئانتېننا يامىقى دىئاگونال كېسىلىپ ، 12 مىللىمېتىرلىق ھاۋا بوشلۇقى بىلەن يەر يۈزىنىڭ ئۈستىگە قويۇلدى ، بۇ ئانتېننانىڭ ئارقا رادىئاتسىيىسىنى ئەكس ئەتتۈرىدۇ ۋە ئانتېننانىڭ ئۆسۈشى ۋە يۆنىلىشىنى ياخشىلايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان يەككە ئانتېننا ھەر بىر ئانتېنانى ئۆز-ئارا توغرىلاپ تۆت MIMO ئانتېننا ھاسىل قىلىشقا ئىشلىتىلىدۇ. تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېنناسى 10 × 10 MS لىق ساندۇقنىڭ ئۈستىگە مىس ئارقا ئايروپىلان بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ ، بۇلغىما قويۇپ بېرىش ئۈنۈمىنى ئۆستۈردى. بۇ لايىھەدە كەڭ مەشغۇلات دائىرىسى (3.08-7.75 GHz) ، يۇقىرى ئېشىش نىسبىتى 8.3 dBi ، ئوتتۇرىچە ئومۇمىي ئۈنۈمى% 82 ، شۇنداقلا MIMO ئانتېننا زاپچاسلىرى ئارىسىدا .5 15.5 dB دىن يۇقىرى بولغان يەككە ئايرىلىش ئىقتىدارى بار. تەتقىق قىلىپ ياسالغان MS نى ئاساس قىلغان MIMO ئانتېنناسى 3D ئېلېكتر ماگنىتلىق يۇمشاق دېتال بولىقى CST Studio 2019 ئارقىلىق تەقلىد قىلىنغان ۋە تەجرىبە تەتقىقاتى ئارقىلىق دەلىللەنگەن.
بۇ بۆلەكتە ئوتتۇرىغا قويۇلغان بىناكارلىق ۋە يەككە ئانتېننا لايىھىلەش ئۇسۇلى تەپسىلىي تونۇشتۇرۇلغان. ئۇنىڭدىن باشقا ، تەقلىدىي ۋە كۆزىتىلگەن نەتىجىلەر چېچىلىش پارامېتىرلىرى ، پايدا ۋە مېتافىزىكا بىلەن ئومۇمىي ئۈنۈمنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئەسلى تىپ ئانتېنناسى روگېرس 5880 تۆۋەن زىيانلىق دىئېلېكتر ئاستى قەۋىتىدە ياسالغان ، قېلىنلىقى 1.575 مىللىمېتىر ، دىئېلېكترىك تۇراقلىقلىقى 2.2. لايىھەنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ۋە تەقلىد قىلىش ئۈچۈن ، ئېلېكتر ماگنىتلىق تەقلىدلەشتۈرگۈچى بوغچا CST ستۇدىيىسى 2019 ئىشلىتىلگەن.
2-رەسىمدە يەككە ئېلېمېنتلىق ئانتېننانىڭ ئوتتۇرىغا قويۇلغان بىناكارلىق ۋە لايىھىلەش ئەندىزىسى كۆرسىتىلدى. ياخشى بولغان ماتېماتىكىلىق تەڭلىمىلەر 37 گە ئاساسلانغاندا ، ئانتېننا تۈز يەم-خەشەك چاسا رادىئاتسىيە نۇقتىسى ۋە مىس يەر ئايروپىلانىدىن تەركىب تاپقان (1-قەدەمدە تەسۋىرلەنگەندەك) ، 3b رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، 10.8 GHz لىق تار تار كەڭلىك بىلەن ياڭرايدۇ. ئانتېننا رادىئاتسىيەسىنىڭ دەسلەپكى چوڭلۇقى تۆۋەندىكى ماتېماتىكىلىق مۇناسىۋەت تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ 37:
قەيەردە \ (P_ {L} \) ۋە \ (P_ {w} \) ياماقنىڭ ئۇزۇنلۇقى ۋە كەڭلىكى بولسا ، c يورۇقلۇق تېزلىكىگە ۋەكىللىك قىلىدۇ ، \ (\ gamma_ {r} \) تارماق ئېلېمېنتنىڭ دىئېلېكترىك تۇراقلىقلىقى. . , \ (\ gamma_ {reff} \) رادىئاتسىيە نۇقتىسىنىڭ ئۈنۈملۈك دىئېلېكترىك قىممىتىگە ۋەكىللىك قىلىدۇ ، \ (\ Delta L \) داغ ئۇزۇنلۇقىنىڭ ئۆزگىرىشىگە ۋەكىللىك قىلىدۇ. ئانتېننا ئارقا ئايروپىلانى ئىككىنچى باسقۇچتا ئەلالاشتۇرۇلۇپ ، توسالغۇنىڭ كەڭلىكى 10 dB بولسىمۇ ، توسالغۇنىڭ كەڭلىكىنى ئاشۇردى. ئۈچىنچى باسقۇچتا ، يەم-خەشەك ئورنى ئوڭغا يۆتكەلدى ، بۇ ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئانتېننانىڭ توسالغۇ كەڭلىكى ۋە توسالغۇ ماسلىشىشچانلىقىنى ياخشىلايدۇ. بۇ باسقۇچتا ، ئانتېننا 4GHz لىق ئېسىل مەشغۇلات كەڭلىكىنى نامايەن قىلدى ، شۇنداقلا 5G لىق 6 GHz دىن تۆۋەن چاستوتا سىپېكترىنى قاپلىدى. تۆتىنچى ۋە ئاخىرقى باسقۇچ رادىئاتسىيە نۇقتىسىنىڭ قارشى بۇلۇڭ-پۇچقاقلىرىدىكى چاسا ئويمىلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ئوق 4.56 GHz كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىنى كۆرۈنەرلىك كېڭەيتىپ ، 3b رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، 6 GHz لىق 5G چاستوتا سىپېكترىنى 3.11 GHz دىن 7.67 GHz غا يەتكۈزدى. ئوتتۇرىغا قويۇلغان لايىھەنىڭ ئالدى ۋە ئاستى نۇقتىئىنەزەرلىرى 3a رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، ئەڭ ئاخىرقى ئەلالاشتۇرۇلغان تەلەپ قىلىنغان لايىھە پارامېتىرلىرى تۆۋەندىكىچە: 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) لايىھەلەنگەن يەككە ئانتېننانىڭ ئۈستى ۋە ئارقا كۆرۈنۈشى (CST STUDIO SUITE 2019). (b) S- پارامېتىر ئەگرى سىزىق.
Metasurface بىر ئاتالغۇ بولۇپ ، بىر-بىرىدىن مەلۇم ئارىلىققا جايلاشقان بىرلىك ھۈجەيرىلىرىنىڭ دەۋرىيلىك گۇرۇپپىسىنى كۆرسىتىدۇ. Metasurfaces بولسا ئانتېننا رادىئاتسىيە ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈشنىڭ ئۈنۈملۈك ئۇسۇلى بولۇپ ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، پايدا ۋە MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى يەكلىنىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. يەر يۈزى دولقۇنىنىڭ تارقىلىشىنىڭ تەسىرىدە ، مېتافىزىكا قوشۇمچە رېزونانس ھاسىل قىلىپ ، ئانتېننا ئىقتىدارىنى ياخشىلاشقا تۆھپە قوشىدۇ. بۇ ئەسەر 6 GHz دىن تۆۋەن 5G بەلبېغىدا ئىشلەيدىغان ئېپسىلون مەنپىي مېتابولىزىم (MM) بىرلىكىنى ئوتتۇرىغا قويدى. يەر يۈزى 8mm × 8mm بولغان MM تۆۋەن زىيانلىق Rogers 5880 تارماق لىنىيىسىدە ياسالغان ، دىئېلېكترىك تۇراقلىقلىقى 2.2 ، قېلىنلىقى 1.575mm. ئەلالاشتۇرۇلغان MM رېزوناتور يامىقى 4a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ئىككى ئۆزگەرتىلگەن تاشقى بۆلۈش ھالقىسىغا ئۇلانغان ئىچكى ئايلانما بۆلۈش ھالقىسىدىن تەركىب تاپقان. 4a رەسىمدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM تەڭشەشنىڭ ئاخىرقى ئەلالاشتۇرۇلغان پارامېتىرلىرى يەكۈنلەنگەن. شۇنىڭدىن كېيىن ، 40 × 40 مىللىمېتىر ۋە 80 × 80 مىللىمېتىرلىق مېتابولىزم قەۋىتى مىس ئارقا پىلانسىز ۋە مىس ئارقا سەپلىمىلىك ھالدا ئايرىم-ئايرىم ھالدا 5 × 5 ۋە 10 × 10 ھۈجەيرە قۇرۇلمىسى ئىشلىتىلگەن. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM قۇرۇلمىسى 3D ئېلېكتر ماگنىتلىق مودېل يۇمشاق دېتالى «CST ستۇدىيىسى يۈرۈشلۈك 2019» ئارقىلىق مودېل قىلىنغان. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM سانلار گۇرپىسى قۇرۇلمىسى ۋە ئۆلچەش قۇرۇلمىسى (قوش پورت تورى ئانالىزچىسى PNA ۋە دولقۇن يېتەكچىسى ئېغىزى) نىڭ توقۇلما ئەسلى نۇسخىسى 4b رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، ئەمەلىي ئىنكاسنى تەھلىل قىلىش ئارقىلىق CST تەقلىد قىلىش نەتىجىسىنى دەلىللىدى. ئۆلچەش ئەسۋابى Agilent PNA يۈرۈشلۈك تور ئانالىزچىسىدىن پايدىلىنىپ ، ئىككى دولقۇن نۇر ماسلاشتۇرغۇچ ماسلاشتۇرغۇچ (A-INFOMW ، بۆلەك نومۇرى: 187WCAS) بىلەن سىگنال ئەۋەتىش ۋە قوبۇل قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن. ئىككى خىل تور تور ئانالىزچىسى (Agilent PNA N5227A) غا تۇتاشتۇرۇلغان سىملىق سىم بىلەن ئۇلانغان ئىككى دولقۇن نۇرلۇق ماسلاشتۇرغۇچ ماسلاشتۇرغۇچنىڭ ئوتتۇرىسىغا 5 × 5 سانلار گۇرپىسى قويۇلدى. Agilent N4694-60001 ئۆلچەش ئەسۋابى سىناق زاۋۇتىدىكى تور ئانالىزچىسىنى تەڭشەش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. تەقلىد قىلىنغان ۋە CST كۆزەتكەن تارقاق پارامېتىر پارامېتىر پارامېتىرلىرى 5a رەسىمدە كۆرسىتىلدى. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM قۇرۇلمىسىنىڭ 6 GHz دىن تۆۋەن 5G چاستوتا دائىرىسىدە ياڭرايدۇ. 10 dB كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىدە پەرق بولسىمۇ ، تەقلىدىي ۋە تەجرىبە نەتىجىسى ناھايىتى ئوخشىشىپ كېتىدۇ. كۆزىتىلگەن رېزونانسنىڭ رېزونانس چاستوتىسى ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە ئامپلىتسىيەسى 5a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك تەقلىد قىلىنغانلارغا سەل ئوخشىمايدۇ. كۈزەتكەن ۋە تەقلىد قىلىنغان نەتىجىنىڭ بۇ پەرقى ياساشتىكى كەمتۈكلۈك ، ئەسلى تىپ بىلەن دولقۇن قوغدىغۇچى پورتى ئارىسىدىكى كىچىك تازىلاش ، دولقۇن قوغدىغۇچى پورتلىرى ۋە سانلار گۇرپىسى زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى باغلىنىش تەسىرى ۋە ئۆلچەشكە چىداملىق. بۇنىڭدىن باشقا ، تەرەققىي قىلغان ئەسلى تىپنى تەجرىبە قۇرۇلمىسىدا دولقۇن نۇر ئېغىزى ئوتتۇرىسىدا مۇۋاپىق ئورۇنلاشتۇرۇش رېزونانىس ئۆزگىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. ئۇنىڭدىن باشقا ، تەڭشەش باسقۇچىدا كېرەكسىز شاۋقۇن كۆرۈلۈپ ، سان ۋە ئۆلچەملىك نەتىجىنىڭ ئوخشىماسلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ قىيىنچىلىقلاردىن باشقا ، تەقلىدىي MM گۇرۇپپىسىنىڭ ئەسلى مودېلى تەقلىد قىلىش بىلەن تەجرىبە ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىشچانلىقى كۈچلۈك بولغاچقا ، 6 GHz دىن تۆۋەن 5G لىق 5G سىمسىز خەۋەرلىشىش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا ماس كېلىدۇ.
(a) بىرلىك ھۈجەيرە گېئومېتىرىيىسى (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) MM ئۆلچەش گۇرۇپپىسىنىڭ سۈرىتى.
(1) مېتابولىزملىق ئەسلى تىپنىڭ چېچىلىش پارامېتىر ئەگرى سىزىقىنى تەقلىد قىلىش ۋە دەلىللەش. (2) MM بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ دىئېلېكترىك تۇراقلىق ئەگرى سىزىقى.
ئۈنۈملۈك دىئېلېكترىك تۇراقلىق ، ماگنىتلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى قاتارلىق مۇناسىۋەتلىك ئۈنۈملۈك پارامېتىرلار CST ئېلېكتر ماگنىت تەقلىدلىگۈچىنىڭ ئىچىگە قاچىلانغاندىن كېيىنكى پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى ئارقىلىق تەتقىق قىلىنىپ ، MM بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ ھەرىكىتىنى تېخىمۇ تەھلىل قىلدى. ئۈنۈملۈك MM پارامېتىرلىرى كۈچلۈك قايتا قۇرۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق چېچىلىش پارامېتىرلىرىدىن ئېرىشىدۇ. تۆۋەندىكى يەتكۈزۈش ۋە ئەكس ئەتتۈرۈش كوئېففىتسېنتى تەڭلىمىسى: (3) ۋە (4) سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى ۋە توسالغۇنى ئېنىقلاشقا ئىشلىتىلىدۇ (40 گە قاراڭ).
تىجارەتچىنىڭ ھەقىقىي ۋە تەسەۋۋۇردىكى بۆلەكلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا (.) 'ۋە (.) بىلەن ئىپادىلىنىدۇ ، پۈتۈن سان m قىممىتى ھەقىقىي سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىگە ماس كېلىدۇ. دىئېلېكترىك تۇراقلىق ۋە ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئايرىم-ئايرىم توسالغۇ ۋە سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىنى ئاساس قىلغان \ (\ varepsilon {} = {} n / z, \) ۋە \ (\ mu = nz \) فورمۇلا تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ. MM قۇرۇلمىسىنىڭ ئۈنۈملۈك دىئېلېكترىك تۇراقلىق ئەگرى سىزىقى 5b رەسىمدە كۆرسىتىلدى. رېزونانس چاستوتىدا ئۈنۈملۈك دىئېلېكترىك تۇراقلىق مەنپىي بولىدۇ. 6a ، b رەسىملەردە كۆرسىتىلگەن ئورۇن ھۈجەيرىسىنىڭ ئۈنۈملۈك ئۆتكۈزۈشچانلىقى (μ) ۋە ئۈنۈملۈك سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى (n) نىڭ چىقىرىلغان قىممىتى كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى ، چىقىرىۋېتىلگەن ئۆتكۈزۈشچانلىقى نۆلگە يېقىن مۇسبەت ھەقىقىي قىممەتنى نامايان قىلىدۇ ، بۇ ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM قۇرۇلمىسىنىڭ epsilon مەنپىي (ENG) خۇسۇسىيىتىنى ئىسپاتلايدۇ. ئۇنىڭ ئۈستىگە ، 6a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئۆتكۈزۈشچانلىقى نۆلگە يېقىن رېزونانس رېزونانس چاستوتىسى بىلەن كۈچلۈك مۇناسىۋەتلىك. تەرەققىي قىلغان بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ مەنپىي سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى بار (6b رەسىم) ، يەنى ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM نىڭ ئانتېننا ئىقتىدارىنى ياخشىلاشقا ئىشلىتىلىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ.
يەككە كەڭ بەلۋاغلىق ئانتېننانىڭ ياسالغان ئەسلى مودېلى ئوتتۇرىغا قويۇلغان لايىھەنى سىناق تەرىقىسىدە سىناق قىلىش ئۈچۈن ياسالغان. 7a ، b رەسىملەردە ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئەسلى تىپ يەككە ئانتېننا ، ئۇنىڭ قۇرۇلما زاپچاسلىرى ۋە يېقىن ئەتراپتىكى ئۆلچەش قۇرۇلمىسى (SATIMO) نىڭ رەسىملىرى كۆرسىتىلدى. ئانتېننانىڭ ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن ، تەرەققىي قىلغان مېترو يۈزى 8a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ئانتېننانىڭ ئاستىغا قەۋەت قويۇلغان ، ئېگىزلىكى h. يەككە ئانتېننانىڭ قۇيرۇق قىسمىغا 12 مىللىمېتىر ئارىلىقتا يەككە 40mm x 40mm قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزى قوللىنىلدى. بۇنىڭدىن باشقا ، ئارقا ئانتېننانىڭ ئارقا تەرىپىگە 12 مىللىمېتىر ئارىلىقتىكى مېترو يۈزى ئورنىتىلغان. مېترو يۈزىنى ئىشلەتكەندىن كېيىن ، يەككە ئانتېننا 1-ۋە 2-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك ئىقتىدارنىڭ كۆرۈنەرلىك ياخشىلانغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. 8-ۋە 9-رەسىملەر. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، ئانتېننانىڭ مېترو يۈزى بىلەن قاپلىنىش دائىرىسى ئانتېننانىڭ مېترو يۈزى يوق قاپلاش بەلبېغىغا ناھايىتى ئوخشايدۇ. 9a ، b رەسىملەردە تەقلىد قىلىنغان ۋە كۆزىتىلگەن يەككە ئانتېننانىڭ ئۆسۈشى ۋە مەشغۇلات سپېكترىدىكى MS بىلەن ئومۇمىي ئۈنۈمنىڭ سېلىشتۇرمىسى كۆرسىتىلدى. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، يەر يۈزىدىن باشقا ئانتېنناغا سېلىشتۇرغاندا ، يەر يۈزى ئانتېنناسىنىڭ پايدىسى كۆرۈنەرلىك ياخشىلانغان بولۇپ ، 5.15 dBi دىن 8 dBi غا ئۆرلىگەن. يەككە قەۋەتلىك مېترو يۈزى ، قوش قەۋەتلىك مېتاسفېرا ۋە يەككە ئايروپىلان ئانتېنناسىنىڭ پايدىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 6 dBi ، 6.9 dBi ۋە 8 dBi ئاشتى. باشقا مېتافىزىكا (يەككە قەۋەت ۋە قوش قەۋەتلىك MC) بىلەن سېلىشتۇرغاندا ، مىس مېتروسى بىلەن يەككە مېتروس ئانتېنناسىنىڭ پايدىسى 8 dBi غا يېتىدۇ. بۇ خىل ئەھۋالدا ، مېتاسفېرا نۇر قايتۇرغۇچ رولىنى ئوينايدۇ ، ئانتېننانىڭ ئارقا رادىئاتسىيەسىنى تۆۋەنلىتىدۇ ۋە ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنى باسقۇچلۇق كونترول قىلىدۇ ، بۇ ئارقىلىق ئانتېننانىڭ رادىئاتسىيە ئۈنۈمىنى ئاشۇرىدۇ ۋە شۇ ئارقىلىق پايدىغا ئېرىشىدۇ. 9b رەسىمدە يەككە ئانتېننانىڭ مېتاسفېراسىز ۋە ئومۇمىي ئۈنۈمى توغرىسىدىكى تەتقىقات كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، ئانتېننانىڭ مېترو يۈزى بار ۋە يوقلۇقىنىڭ ئۈنۈمى ئاساسەن ئوخشاش. تۆۋەن چاستوتا دائىرىسىدە ئانتېننانىڭ ئۈنۈمى ئازراق تۆۋەنلەيدۇ. تەجرىبە ۋە تەقلىدىي پايدا ۋە ئۈنۈم ئەگرى سىزىقى بىردەك. قانداقلا بولمىسۇن ، ياساشتا كەمتۈكلۈك ، ئۆلچەشكە چىدامچانلىقى ، SMA ئېغىزى ئۇلىنىشى ۋە سىم يوقاپ كېتىش سەۋەبىدىن تەقلىد قىلىنغان ۋە سىناق قىلىنغان نەتىجىلەردە ئازراق پەرق بار. ئۇنىڭدىن باشقا ، ئانتېننا ۋە MS نۇر قايتۇرغۇچ نىلون ئالەم بوشلۇقىغا جايلاشقان بولۇپ ، تەقلىد قىلىش نەتىجىسىگە سېلىشتۇرغاندا كۆزىتىلگەن نەتىجىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان يەنە بىر مەسىلە.
رەسىمدە (a) تاماملانغان يەككە ئانتېننا ۋە ئۇنىڭغا مۇناسىۋەتلىك زاپچاسلار كۆرسىتىلدى. (b) يېقىن ئەتراپتىكى ئۆلچەش قۇرۇلمىسى (SATIMO).
(a) مېترو يۈزى نۇر قايتۇرغۇچ ئارقىلىق ئانتېننا ھاياجانلىنىش (CST STUDIO SUITE 2019). (b) يەككە ئانتېننانىڭ تەقلىدسىز ۋە تەجرىبە ئەكىس ئېتىشى MS.
تەقلىدىي ئۆلچەش ۋە ئۆلچەش نەتىجىسى:
MS ئارقىلىق يورۇتۇش ئەندىزىسىنى تەھلىل قىلىش. يەككە ئانتېننا نەق مەيداننى ئۆلچەش UKM SATIMO يېقىن مەيدان سىستېمىسى تەجرىبىخانىسىنىڭ SATIMO يېقىن مەيدان تەجرىبە مۇھىتىدا ئېلىپ بېرىلدى. 10a ، b رەسىملەردە تەقلىد قىلىنغان ۋە كۆزىتىلگەن E ئايروپىلان ۋە H ئايروپىلاننىڭ رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنىڭ 5.5 GHz لىك تەكشىلىكتىكى ئانتېننا ئۈچۈن MS بار ۋە يوق. تەرەققىي قىلغان يەككە ئانتېننا (MS بولمىسا) يان تەرەپتىكى قىممەت بىلەن ئىزچىل قوش يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنى تەمىنلەيدۇ. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS نۇر قايتۇرغۇچنى ئىشلەتكەندىن كېيىن ، ئانتېننا بىر يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ ۋە 10a ، b رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك ، ئارقا لۆڭگىنىڭ دەرىجىسىنى تۆۋەنلىتىدۇ. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان يەككە ئانتېننا رادىئاتسىيە ئەندىزىسى تېخىمۇ مۇقىم ۋە بىر يۆنىلىشلىك بولۇپ ، مىس ئارقا ئايروپىلان بىلەن مېتاسفورنى ئىشلەتكەندە بەل ۋە يان تەرىپى ناھايىتى تۆۋەن. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM گۇرۇپپا نۇر قايتۇرغۇچ ئانتېننانىڭ ئارقا ۋە يان تەرىپىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا توكنى بىر يۆنىلىشلىك يۆنىلىشكە يېتەكلەش ئارقىلىق رادىئاتسىيە ئىقتىدارىنى ياخشىلايدۇ (10a رەسىم ، b) ، بۇ ئارقىلىق پايدا ۋە يۆنىلىشنى ئاشۇرىدۇ. تەجرىبە رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنىڭ CST تەقلىد قىلىش ئۇسۇلى بىلەن ئاساسەن ئوخشاش بولىدىغانلىقى ، ئەمما ھەر خىل قۇراشتۇرۇلغان زاپچاسلارنىڭ ماسلاشماسلىقى ، ئۆلچەشكە چىدامچانلىقى ۋە كابېلنىڭ زىيىنى سەۋەبىدىن ئازراق پەرقلىنىدىغانلىقى بايقالدى. ئۇنىڭدىن باشقا ، ئانتېننا بىلەن MS نۇر قايتۇرغۇچنىڭ ئارىسىغا نىلون ئالەم بوشلۇقى قىستۇرۇلدى ، بۇ سان نەتىجىسىگە سېلىشتۇرغاندا كۆزىتىلگەن نەتىجىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان يەنە بىر مەسىلە.
5.5 GHz چاستوتا تەرەققىي قىلغان يەككە ئانتېننانىڭ رادىئاتسىيە ئەندىزىسى تەقلىد قىلىنغان ۋە سىناق قىلىنغان.
ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېننا گېئومېتىرىيىسى 11-رەسىمدە كۆرسىتىلدى ۋە تۆت يەككە ئانتېنانى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. MIMO ئانتېنناسىنىڭ تۆت زاپچاسلىرى 11-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك 80 × 80 × 1.575 مىللىمېتىر چوڭلۇقتىكى تارماق لىنىيىدە ئۆز-ئارا ئورۇنلاشتۇرۇلغان. لايىھەلەنگەن MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئېلېمېنت ئارىلىقى 22 مىللىمېتىر بولۇپ ، كىچىكلىكىدىن كىچىك. ئانتېننانىڭ ئېلېمېنتلار ئارا ئارىلىقى ئەڭ يېقىن. MIMO ئانتېنناسى تەرەققىي قىلدى. ئۇنىڭدىن باشقا ، يەر يۈزى ئايروپىلانىنىڭ بىر قىسمى يەككە ئانتېنناغا ئوخشاش جايلاشقان. 12a رەسىمدە كۆرسىتىلگەن MIMO ئانتېنناسى (S11, S22, S33 ۋە S44) نىڭ نۇر قايتۇرۇش قىممىتى 3.2-7.6 GHz بەلۋاغتا ياڭرىغان يەككە ئېلېمېنتلىق ئانتېنناغا ئوخشاش ھەرىكەتنى كۆرسىتىدۇ. شۇڭلاشقا ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ توسالغۇ كەڭلىكى يەككە ئانتېننا بىلەن پۈتۈنلەي ئوخشاش. MIMO زاپچاسلىرىنىڭ تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى MIMO ئانتېنناسىنىڭ كىچىك كەڭ بەلۋاغ يوقاپ كېتىشىدىكى ئاساسلىق سەۋەب. 12b رەسىمدە MIMO زاپچاسلىرىغا ئۆز-ئارا باغلىنىشنىڭ تەسىرى كۆرسىتىلدى ، بۇ يەردە MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى ئەڭ ياخشى ئايرىلىش بېكىتىلدى. ئانتېننا 1 بىلەن 2 ئارىسىدىكى ئايرىلىش ئەڭ تۆۋەن بولغاندا تەخمىنەن 13.6 dB ئەتراپىدا ، ئانتېننا 1 بىلەن 4 ئارىسىدىكى ئايرىلىش ئەڭ يۇقىرى بولغاندا -30.4 dB ئەتراپىدا. كىچىكلىكى ۋە كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى سەۋەبىدىن ، بۇ MIMO ئانتېنناسىنىڭ پايدىسى تۆۋەن ۋە چىقىرىش نىسبىتى تۆۋەن. ئىزولياتورلۇق تۆۋەن ، شۇڭا كۈچەيتىش ۋە ئىزولياتورلۇقنى ئاشۇرۇش كېرەك.
ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ لايىھىلەش مېخانىزمى (a) ئۈستى كۆرۈنۈش ۋە (b) يەر يۈزى ئايروپىلانى. (CST Studio Suite 2019).
ئوتتۇرىغا قويۇلغان مېتاسفېرا يۈزى MIMO ئانتېنناسىنىڭ گېئومېتىرىيەلىك ئورۇنلاشتۇرۇش ۋە ھاياجانلىنىش ئۇسۇلى 13a رەسىمدە كۆرسىتىلدى. چوڭلۇقى 80x80x1.575mm بولغان 10x10mm ماترىسسا 13a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، 12 مىللىمېتىر ئېگىزلىكتىكى MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئارقا تەرىپىگە لايىھەلەنگەن. بۇنىڭدىن باشقا ، مىس ئارقا سەپلىمىلىك مېتافىزىكا MIMO ئانتېنناسىدا ئۇلارنىڭ ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. مېترو يۈزى بىلەن MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئارىلىقى يۇقىرى پايدىغا ئېرىشىشتە ئىنتايىن مۇھىم ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ئانتېننا پەيدا قىلغان دولقۇن بىلەن مېتاسفېرا يۈزىدە ئەكس ئەتتۈرۈلگەن دولقۇن ئوتتۇرىسىدا ئىجابىي ئارىلىشىشقا يول قويىدۇ. كەڭ كۆلەمدە مودېل ئېلىپ بېرىلىپ ، ئانتېننا بىلەن مېترو يۈزىنىڭ ئېگىزلىكىنى ئەلالاشتۇرۇش بىلەن بىر ۋاقىتتا ، MIMO ئېلېمېنتلىرى ئارىسىدىكى ئەڭ يۇقىرى پايدا ۋە يەكلىنىش ئۈچۈن چارەك دولقۇن ئۆلچىمىنى ساقلاپ قالدى. MIMO ئانتېننا ئىقتىدارىدىكى كۆرۈنەرلىك ياخشىلىنىشلار ئارقا بابتا مېتاسفېرا يۈزىگە سېلىشتۇرغاندا ، ئارقا ئايروپىلانسىز مېتاسفېرا يۈزىگە سېلىشتۇرغاندا قولغا كەلتۈرۈلگەن كۆرۈنەرلىك ئىلگىرىلەشلەر كېيىنكى بابلاردا كۆرسىتىلىدۇ.
(1) MS (CST STUDIO SUITE 2019) نى ئىشلىتىپ ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ CST تەقلىد قىلىش قۇرۇلمىسى ، (b) تەرەققىي قىلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ MS ۋە MS بىلەن ئەكس ئەتتۈرۈش ئەگرى سىزىقى.
MIMO ئانتېنناسىنىڭ مېتاسفىرا بىلەن بولغان ۋە ئەكس ئەتتۈرۈلمىگەنلىكى 13b رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، MIMO سىستېمىسىدىكى بارلىق ئانتېننالارنىڭ ئاساسەن ئوخشاش ھەرىكەتلىرى سەۋەبىدىن S11 ۋە S44 كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ -10 dB توسقۇنلۇق كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە يەككە مېترو يۈزى بىلەن ئاساسەن ئوخشاش. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ توسالغۇ كەڭلىكى قوش قەۋەتلىك MS ۋە ئارقا ئايروپىلان MS ئارقىلىق ياخشىلىنىدۇ. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، MS بولمىسا ، MIMO ئانتېننا مەركىزى چاستوتىغا سېلىشتۇرغاندا% 81.5 (3.2-7.6 GHz) بۆلەك كەڭ بەلۋاغ بىلەن تەمىنلەيدۇ. MS نى ئارقا ئايروپىلان بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ توسالغۇ كەڭلىكىنى% 86.3 (3.08-7.75 GHz) غا ئۆستۈرىدۇ. گەرچە قوش قەۋەتلىك MS توك چىقىرىش مىقدارىنى ئاشۇرغان بولسىمۇ ، ئەمما ياخشىلىنىشى مىس تەگلىك بىلەن MS نىڭكىدىن تۆۋەن. ئۇنىڭ ئۈستىگە ، قوش قەۋەتلىك MC ئانتېننانىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى ئاشۇرۇپ ، تەننەرخىنى ئاشۇرۇپ ، دائىرىسىنى چەكلەيدۇ. لايىھىلەنگەن MIMO ئانتېننا ۋە مېترو يۈزى نۇر قايتۇرغۇچ توقۇلما ۋە دەلىللەنگەن بولۇپ ، تەقلىد نەتىجىسىنى دەلىللەيدۇ ۋە ئەمەلىي ئىقتىدارنى باھالايدۇ. 14a رەسىمدە ھەرخىل زاپچاسلار توپلانغان توقۇلما MS قەۋىتى ۋە MIMO ئانتېنناسى كۆرسىتىلدى ، 14b رەسىمدە تەرەققىي قىلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ سۈرىتى كۆرسىتىلدى. MIMO ئانتېنناسى 14b رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك تۆت نىلون ئالەم بوشلۇقىدىن پايدىلىنىپ مېترو يۈزىنىڭ ئۈستىگە ئورنىتىلغان. 15a رەسىمدە تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېننا سىستېمىسىنىڭ يېقىن ئەتراپتىكى تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ سۈرىتى كۆرسىتىلدى. PNA تورى ئانالىزچىسى (Agilent Technologies PNA N5227A) چېچىلىش پارامېتىرلىرىنى مۆلچەرلەش ۋە UKM SATIMO يېقىن مەيدان سىستېمىسى تەجرىبىخانىسىدىكى ئېتىزغا يېقىن بۇلغىما قويۇپ بېرىش ئالاھىدىلىكىنى باھالاش ۋە خاراكتېرلەندۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى.
(a) SATIMO نىڭ نەق مەيداننى ئۆلچەش سۈرىتى (b) S11 MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەقلىد قىلىنغان ۋە تەجرىبە ئەگرى سىزىقى MS بىلەن يوق.
بۇ بۆلەكتە ئوتتۇرىغا قويۇلغان 5G MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەقلىدىي ۋە كۆزىتىلگەن S پارامېتىرلىرىنى سېلىشتۇرۇش تەتقىقاتى كۆرسىتىلدى. 15b رەسىمدە 4 ئېلېمېنتلىق MIMO MS ئانتېنناسىنىڭ تەجرىبە ئەكىس ئەتتۈرۈش پىلانى كۆرسىتىلدى ۋە ئۇنى CST تەقلىد قىلىش نەتىجىسى بىلەن سېلىشتۇردى. تەجرىبە ئەكىس ئەتتۈرۈشنىڭ CST ھېسابلاش بىلەن ئوخشاش ئىكەنلىكى ، ئەمما ئىشلەپچىقىرىشتىكى كەمتۈكلۈك ۋە تەجرىبە كەڭ قورساقلىقى سەۋەبىدىن سەل پەرقلىنىدىغانلىقى بايقالدى. بۇنىڭدىن باشقا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS ئاساسىدىكى MIMO ئەسلى تىپنىڭ كۆزىتىلگەن ئەكىس ئېتىشى 6 GHz دىن تۆۋەن 5G چاستوتا سىپېكترنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، توسالغۇ كەڭلىكى 4.8 GHz ، بۇ 5G قوللىنىشچان پروگراممىنىڭ مۇمكىن بولىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، ئۆلچەملىك رېزونانس چاستوتىسى ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە ئامپلىتسىيەسى CST تەقلىد قىلىش نەتىجىسىدىن ئازراق پەرقلىنىدۇ. ياساشتىكى كەمتۈكلۈكلەر ، كوكۇستىن SMA تۇتاشتۇرۇش زىيىنى ۋە دالا ئۆلچەش قۇرۇلمىسى ئۆلچەملىك ۋە تەقلىد قىلىنغان نەتىجىنىڭ پەرقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ يېتەرسىزلىكلەرگە قارىماي ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO نىڭ ئىپادىسى ياخشى بولۇپ ، تەقلىد قىلىش ۋە ئۆلچەش ئوتتۇرىسىدا كۈچلۈك كېلىشىم ھاسىل قىلىپ ، 6 GHz دىن تۆۋەن 5G لىق 5G سىمسىز قوللىنىشچان پروگراممىغا ماس كېلىدۇ.
تەقلىد قىلىنغان ۋە كۆزىتىلگەن MIMO ئانتېننا ئۆسۈش ئەگرى سىزىقى 2-ۋە 2-رەسىملەردە كۆرسىتىلدى. 16a ، b ۋە 17a ، b رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك ، MIMO زاپچاسلىرىنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشى كۆرسىتىلدى. MIMO ئانتېنناسىغا مېتاسفېرا ئىشلىتىلگەندە ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئايرىلىشى كۆرۈنەرلىك ياخشىلىنىدۇ. ياندىكى ئانتېننا ئېلېمېنتلىرى S12 ، S14 ، S23 ۋە S34 ئارىسىدىكى ئايرىلىش نۇقتىلىرى ئوخشاش ئەگرى سىزىقنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، دىئاگوناللىق MIMO ئانتېنناسى S13 ۋە S42 ئۇلارنىڭ ئارىلىقى بىر قەدەر چوڭ بولغانلىقتىن ئوخشاشلا يۇقىرى ئايرىلىشنى كۆرسىتىدۇ. ياندىكى ئانتېننانىڭ تەقلىدىي يەتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى 16a رەسىمدە كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، 6GHz دىن تۆۋەن 5G مەشغۇلات سپېكترىدا ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ مېترو يۈزى يوق ئەڭ تۆۋەن ئايرىلىشى -13.6 dB ، ئارقا ئايروپىلانى بار مېترو يۈزى ئۈچۈن 15.5 dB. پايدا ئېلىش پىلانى (16a رەسىم) نىڭ كۆرسىتىشىچە ، ئارقا ئايروپىلاننىڭ مېتافىزىيىسى MIMO ئانتېننا ئېلېمېنتلىرى ئارىسىدىكى يەككە ۋە قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزىگە سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك ياخشىلانغان. ياندىكى ئانتېننا ئېلېمېنتلىرىدا ، يەككە ۋە قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزى تەخمىنەن 13.68 dB ۋە -14.78 dB ئەڭ تۆۋەن ئايرىلىش بىلەن تەمىنلەيدۇ ، مىس ئارقا مېترو يۈزى تەخمىنەن 15.5 dB بىلەن تەمىنلەيدۇ.
MS قەۋىتى بولمىغان ۋە MS قەۋىتى بار MIMO ئېلېمېنتلىرىنىڭ تەقلىدى ئايرىلىش ئەگرى سىزىقى: (a) S12, S14, S34 ۋە S32 ۋە (b) S13 ۋە S24.
ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS ئاساسىدىكى MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەجرىبە پايدا ئەگرى سىزىقى: (a) S12 ، S14 ، S34 ۋە S32 ۋە (b) S13 ۋە S24.
MIMO دىئاگوناللىق ئانتېننا MS قەۋىتىنى قوشۇشنىڭ ئالدى-كەينىدە 16-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، دىئاگونال ئانتېننانىڭ مېتاسفېراسىز (1 ۋە 3-نومۇرلۇق ئانتېننا) ئارىسىدىكى ئەڭ تۆۋەن ئايرىلىشى مەشغۇلات دائىرىسىدە 15.6 dB ، ئارقا ئايروپىلانى بار مېترو يۈزى بولسا 18 dB. Metasurface ئۇسۇلى دىئاگونال MIMO ئانتېنناسىنىڭ تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمىنى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلىتىدۇ. بىر قەۋەتلىك مېترو يۈزىنىڭ ئەڭ يۇقىرى قويۇقلۇقى -37 dB ، قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزى ئۈچۈن بۇ قىممەت -47 dB غا تۆۋەنلەيدۇ. مىس ئارقا يۈزى بىلەن مېترو يۈزىنىڭ ئەڭ چوڭ ئايرىلىشى −36.2 dB بولۇپ ، چاستوتا دائىرىسىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ تۆۋەنلەيدۇ. ئارقا ۋە تەكشى بولمىغان قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزىگە سېلىشتۇرغاندا ، ئارقا پىلانلانغان مېتاسفېرا يۈزى بارلىق ئېھتىياجلىق چاستوتا دائىرىسىدە ئەۋزەل ئايرىلىش بىلەن تەمىنلەيدۇ ، بولۇپمۇ 6GHz دىن تۆۋەن 5G دائىرىسىدە ، 16a ، b. 6GHz (3.5 GHz) دىن تۆۋەن بولغان ئەڭ ئالقىشقا ئېرىشكەن ۋە كەڭ قوللىنىلغان 5G بەلۋاغتا ، يەككە ۋە قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزىنىڭ MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدا مىس ئارقا ئايروپىلانىغا سېلىشتۇرغاندا (MS يوق دېيەرلىك) (16a رەسىمگە قاراڭ) ، b). پايدا ئۆلچىمى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 17a ، b رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا قوشنا ئانتېننا (S12, S14, S34 ۋە S32) ۋە دىئاگونال ئانتېننا (S24 ۋە S13) نىڭ ئايرىۋېتىلگەنلىكى كۆرسىتىلدى. بۇ سانلاردىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى (17a ، b) ، MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى تەجرىبە ئايرىمىسى تەقلىدىي ئايرىلىشقا ماس كېلىدۇ. گەرچە ياساشتىكى كەمتۈكلۈك ، SMA ئېغىزى ئۇلىنىشى ۋە سىم يوقىتىش سەۋەبىدىن تەقلىد قىلىنغان ۋە ئۆلچەنگەن CST قىممىتى ئوتتۇرىسىدا ئازراق پەرق بولسىمۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، ئانتېننا ۋە MS نۇر قايتۇرغۇچ نىلون ئالەم بوشلۇقىغا جايلاشقان بولۇپ ، تەقلىد قىلىش نەتىجىسىگە سېلىشتۇرغاندا كۆزىتىلگەن نەتىجىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان يەنە بىر مەسىلە.
5.5 GHz لىق يەر يۈزىنىڭ تارقىلىشىنى تەتقىق قىلىپ ، يەر يۈزى دولقۇنىنى بېسىش ئارقىلىق ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇشنى ئازايتىشتا مېتاسفېرانىڭ رولىنى مۇۋاپىقلاشتۇردى. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ سىرتقى يۈزىنىڭ تارقىلىشى 18-رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، ئانتېننا 1 قوزغىتىلىدۇ ، قالغان ئانتېننا 50 ئوم يۈك بىلەن ئاخىرلىشىدۇ. ئانتېننا 1 ئېنېرگىيىگە يەتكەندە ، 18a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، 5.5 GHz لىق قوشنا ئانتېننادا كۆرۈنەرلىك ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇش ئېقىمى كۆرۈلىدۇ. ئەكسىچە ، 18b - d رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، مېتافىزىكا ئىشلىتىش ئارقىلىق ، قوشنا ئانتېننانىڭ ئايرىلىشى ياخشىلىنىدۇ. كۆرسىتىپ ئۆتۈشكە تېگىشلىكى شۇكى ، قوش يۆنىلىشلىك رايونلارنىڭ ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇلۇشىنىڭ تەسىرىنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرگىلى بولىدۇ. تارقىتىلغان ئانتېننادىن MS ئورۇنلىرىغا توك كىرگۈزۈش MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى ئايرىلىشنى ياخشىلاشتىكى ئاچقۇچلۇق ئۇسۇل. نەتىجىدە ، MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدىكى تۇتاشتۇرۇش ئېقىمى زور دەرىجىدە تۆۋەنلەپ ، ئايرىۋېتىشمۇ زور دەرىجىدە ياخشىلاندى. تۇتاشتۇرۇش مەيدانى ئېلېمېنتتا كەڭ تارقالغان بولغاچقا ، مىس ئارقا مېتاسفېرا يۈزى MIMO ئانتېننا قۇراشتۇرۇشنى يەككە ۋە قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزىدىن كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئايرىۋەتكەن (18d رەسىم). ئۇنىڭ ئۈستىگە ، تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ كۆپىيىش ۋە يان تەرەپتە تارقىلىشى ئىنتايىن تۆۋەن بولۇپ ، بىر يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنى ھاسىل قىلىدۇ ، بۇ ئارقىلىق ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ پايدىسىنى ئاشۇرىدۇ.
ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ يەر يۈزى ھازىرقى ئەندىزىسى 5.5 GHz (a) MC بولمىسا ، (b) يەككە قەۋەتلىك MC ، (c) قوش قەۋەتلىك MC ۋە (d) مىس ئارقا تەگلىك بىلەن بىر قەۋەتلىك MC. (CST Studio Suite 2019).
مەشغۇلات چاستوتىسى ئىچىدە ، 19a رەسىمدە لايىھىلەنگەن MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەقلىدلەشتۈرۈلگەن ۋە كۆزىتىلگەن پايدىلىرى كۆرسىتىلدى. 19a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەقلىدىي ئېرىشكەن پايدىسى 5.4 dBi. MIMO زاپچاسلىرىنىڭ ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى سەۋەبىدىن ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسى ئەمەلىيەتتە بىر ئانتېنناغا قارىغاندا 0.25 dBi يۇقىرى پايدىغا ئېرىشىدۇ. Metasurfaces نىڭ قوشۇلۇشى MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدا كۆرۈنەرلىك پايدا ۋە يەكلىنىش بىلەن تەمىنلەيدۇ. شۇڭا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان Metasurface MIMO ئانتېنناسى 8.3 dBi غا يېتىدىغان يۇقىرى ئۈنۈمگە ئېرىشەلەيدۇ. 19a رەسىمدە كۆرسىتىلگىنىدەك ، MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئارقا تەرىپىدە يەككە مېتابولىزم ئىشلىتىلگەندە ، پايدا 1.4 dBi ئاشىدۇ. مېترو يۈزى بىر ھەسسە كۆپەيگەندە ، پايدا 19a رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك 2.1 dBi ئاشىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، مۆلچەردىكى ئەڭ يۇقىرى ئۆسۈش نىسبىتى 8.3 dBi بولۇپ ، مىس ئارقا سۇپىسى بىلەن مېتاسفورنى ئىشلەتكەندە ئەمەلگە ئاشىدۇ. تىلغا ئېلىشقا ئەرزىيدىغىنى ، تاق قەۋەتلىك ۋە قوش قەۋەتلىك مېترو يۈزىنىڭ ئەڭ يۇقىرى ئېرىشىلگەن پايدىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 6.8 dBi ۋە 7.5 dBi ، ئەمما تۆۋەن قاتلامدىكى مېترو يۈزىنىڭ ئەڭ يۇقىرى ئېرىشكەن پايدىسى 8.3 dBi. ئانتېننانىڭ ئارقا تەرىپىدىكى مېترو يۈزى قەۋىتى نۇر قايتۇرۇش رولىنى ئوينايدۇ ، ئانتېننانىڭ ئارقا تەرىپىدىن رادىئاتسىيەنى ئەكس ئەتتۈرىدۇ ھەمدە لايىھەلەنگەن MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئالدى-كەينى (F / B) نىسبىتىنى ئۆستۈرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، يۇقىرى توسالغۇغا ئۇچرىغان MS نۇر قايتۇرغۇچ ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنى باسقۇچلۇق كونترول قىلىپ ، بۇ ئارقىلىق قوشۇمچە رېزونانس ھاسىل قىلىپ ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ رادىئاتسىيە ئىقتىدارىنى ئۆستۈرىدۇ. MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئارقىسىغا ئورنىتىلغان MS نۇر قايتۇرغۇچ قولغا كەلتۈرۈلگەن پايدىنى كۆرۈنەرلىك ئاشۇرالايدۇ ، بۇ تەجرىبە نەتىجىسى تەرىپىدىن ئىسپاتلىنىدۇ. تەرەققىي قىلغان ئەسلى تىپ MIMO ئانتېنناسىنىڭ كۆزىتىلگەن ۋە تەقلىد قىلىنغان پايدىسى ئاساسەن ئوخشاش ، ئەمما ، بەزى چاستوتىلاردا ئۆلچەملىك پايدا تەقلىدىي پايدادىن يۇقىرى بولىدۇ ، بولۇپمۇ MS بولمىغان MIMO ئۈچۈن تەجرىبە جەھەتتىكى بۇ خىل ئۆزگىرىشلەر نىلون ياپقۇچنىڭ ئۆلچەشكە چىدامچانلىقى ، كابېلنىڭ يوقىلىشى ۋە ئانتېننا سىستېمىسىدىكى تۇتاشتۇرۇشتىن كېلىپ چىققان. MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئۆلچەملىك چوققا قىممەتنىڭ يۇقىرى پەللىسى 5.8 dBi ، مىس تەگلىكى بار مېتاسفورما بولسا 8.5 dBi. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، MS نۇر قايتۇرغۇچ بىلەن ئوتتۇرىغا قويۇلغان 4 ئېغىزلىق MIMO ئانتېننا سىستېمىسى تەجرىبە ۋە سان شارائىتىدا يۇقىرى پايدىغا ئېرىشتى.
تەقلىدىي تەجرىبە ۋە تەجرىبە نەتىجىسى:
19b رەسىمدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ مېترو يۈزى نۇر قايتۇرغۇچنىڭ ئومۇمىي ئىقتىدارى كۆرسىتىلدى. 19b رەسىمدە ، ئارقا ئايروپىلان بىلەن MS نى ئىشلىتىشنىڭ ئەڭ تۆۋەن ئۈنۈمى% 73 تىن ئېشىپ كەتتى (% 84 كە چۈشۈپ قالدى). تەقلىد قىلىنغان قىممەتكە سېلىشتۇرغاندا ، MC ۋە MC بىلەن تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئومۇمىي ئۈنۈمى ئاساسەن ئوخشاش. بۇنىڭدىكى سەۋەبلەر ئۆلچەشكە بەرداشلىق بېرىش ۋە ئانتېننا بىلەن MS نۇر قايتۇرغۇچ ئارىلىقىدا بوشلۇق ئىشلىتىش. پۈتكۈل چاستوتىدىكى ئۆلچەملىك قولغا كەلتۈرۈلگەن پايدا ۋە ئومۇمىي ئۈنۈم تەقلىدىي نەتىجىگە ئاساسەن ئوخشايدۇ ، بۇ ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئەسلى تىپنىڭ ئىقتىدارىنىڭ مۆلچەردىكىدەك ئىكەنلىكىنى ، تەۋسىيە قىلىنغان MS نى ئاساس قىلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ 5G ئالاقىسىگە ماس كېلىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. تەجرىبە تەتقىقاتىدىكى خاتالىق سەۋەبىدىن ، تەجرىبىخانا تەجرىبىسىنىڭ ئومۇمىي نەتىجىسى بىلەن تەقلىد قىلىش نەتىجىسى ئوتتۇرىسىدا پەرق بار. ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئەسلى تىپنىڭ ئىقتىدارى ئانتېننا بىلەن SMA ئۇلىغۇچ ئوتتۇرىسىدىكى توسالغۇسىز ماسلاشماسلىق ، كوكسسىمان كابېل بۆلۈش زىيىنى ، سېتىش ئۈنۈمى ۋە ھەرخىل ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ تەجرىبە قۇرۇلمىسىغا يېقىن بولۇشىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ.
20-رەسىمدە بۇ ئانتېننانىڭ لايىھىلەش ۋە ئەلالاشتۇرۇش ئىلگىرىلەشلىرى چەكلەنگەن دىئاگرامما شەكلىدە تەسۋىرلەنگەن. بۇ بۆلەك دىئاگراممىسىدا ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېننا لايىھىلەش پرىنسىپى ، شۇنداقلا ئانتېننانى ئەلالاشتۇرۇشتا موھىم رول ئوينايدىغان پارامېتىرلار تەلەپ قىلىنغان يۇقىرى پايدا ۋە كەڭ مەشغۇلات چاستوتىسىدا يۇقىرى ئايرىلىشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ.
UKM SATIMO يېقىن مەيدان سىستېمىسى تەجرىبىخانىسىدىكى SATIMO يېقىن مەيدان تەجرىبە مۇھىتىدا يېقىن ئەتراپتىكى MIMO ئانتېننا ئۆلچەش ئەسۋابى ئۆلچەم قىلىندى. 21a ، b رەسىملەردە تەلەپ قىلىنغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ تەقلىد قىلىنغان ۋە كۆزىتىلگەن E ئايروپىلانى ۋە H ئايروپىلان رادىئاتسىيە ئەندىزىسى تەسۋىرلەنگەن بولۇپ ، مەشغۇلات چاستوتىسى 5.5 GHz. 5.5 GHz لىق مەشغۇلات چاستوتىسى دائىرىسىدە ، تەرەققىي قىلدۇرۇلمىغان MS MIMO ئانتېننا يان تەرەپتىكى قىممەت بىلەن ئىزچىل قوش يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنى تەمىنلەيدۇ. MS نۇر قايتۇرغۇچنى ئىشلەتكەندىن كېيىن ، ئانتېننا بىر يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنى تەمىنلەيدۇ ھەمدە 21a ، b رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئارقا لۆڭگىنىڭ دەرىجىسىنى تۆۋەنلىتىدۇ. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى ، مىس ئارقا ئايروپىلان بىلەن مېتاسفېرا ئىشلىتىش ئارقىلىق ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېننا ئەندىزىسى MS غا قارىغاندا تېخىمۇ مۇقىم ۋە بىر يۆنىلىشلىك بولۇپ ، ئارقا ۋە يان تەرىپى ناھايىتى تۆۋەن. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MM گۇرۇپپا نۇر قايتۇرغۇچ ئانتېننانىڭ ئارقا ۋە يان تەرىپىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، شۇنداقلا توكنى بىر يۆنىلىشلىك يۆنىلىشكە يېتەكلەش ئارقىلىق رادىئاتسىيە ئالاھىدىلىكىنى ياخشىلايدۇ (رەسىم 21a ، b) ، بۇ ئارقىلىق پايدا ۋە يۆنىلىشنى ئاشۇرىدۇ. ئۆلچەملىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسى قالغان پورتلارغا 50 ئوم يۈك قاچىلانغان 1-ئېغىزغا ئېرىشتى. تەجرىبە رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنىڭ CST تەقلىد قىلغان بىلەن ئاساسەن ئوخشاش ئىكەنلىكى ، گەرچە زاپچاسلارنىڭ ماسلاشماسلىقى ، تېرمىنال ئېغىزلىرىنىڭ ئەكىس ئېتىشى ۋە كابېل ئۇلىنىشىدىكى زىيان سەۋەبىدىن بەزى تەۋرىنىشلەر بولغان بولسىمۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، ئانتېننا بىلەن MS نۇر قايتۇرغۇچ ئارىسىغا نىلون ئالەم بوشلۇقى قىستۇرۇلدى ، بۇ مۆلچەردىكى نەتىجىگە سېلىشتۇرغاندا كۆزىتىلگەن نەتىجىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان يەنە بىر مەسىلە.
تەرەققىي قىلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ رادىئاتسىيە ئەندىزىسى (MS ۋە MS يوق) 5.5 GHz چاستوتا تەقلىد قىلىنغان ۋە سىناق قىلىنغان.
دىققەت قىلىشقا تېگىشلىكى شۇكى ، MIMO سىستېمىسىنىڭ ئىقتىدارىنى باھالىغاندا پورتنى ئايرىۋېتىش ۋە ئۇنىڭغا مۇناسىۋەتلىك ئالاھىدىلىكلەر ئىنتايىن مۇھىم. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ كۆپ خىل ئىقتىدارلىرى ، كونۋېرت باغلىنىش كوئېففىتسېنتى (ECC) ۋە كۆپ خىللىقنىڭ ئۆسۈشى (DG) نى ئۆز ئىچىگە ئالغان بولۇپ ، لايىھەلەنگەن MIMO ئانتېننا سىستېمىسىنىڭ پۇختا ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. MIMO ئانتېنناسىنىڭ ECC ۋە DG ئۇنىڭ ئىقتىدارىنى باھالاشقا ئىشلىتىلىدۇ ، چۈنكى ئۇلار MIMO سىستېمىسىنىڭ ئىقتىدارىنىڭ مۇھىم تەرەپلىرى. تۆۋەندىكى بۆلەكلەردە ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ بۇ ئىقتىدارلىرى تەپسىلىي بايان قىلىنىدۇ.
كونۋېرت باغلىنىش كوئېففىتسېنتى (ECC). ھەر قانداق MIMO سىستېمىسىنى ئويلاشقاندا ، ECC تەركىب ئېلېمېنتلىرىنىڭ كونكرېت خۇسۇسىيەتلىرى بىلەن ئۆز-ئارا باغلىنىش دەرىجىسىنى بەلگىلەيدۇ. شۇڭا ، ECC سىمسىز خەۋەرلىشىش تورىدا قانالنىڭ ئايرىلىش دەرىجىسىنى نامايان قىلدى. تەرەققىي قىلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ ECC (كونۋېرت باغلىنىش كوئېففىتسېنتى) S پارامېتىرلىرى ۋە يىراقتىكى قويۇپ بېرىش مىقدارىغا ئاساسەن بەلگىلىنىدۇ. Eq دىن. (7) ۋە (8) ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېننا 31 نىڭ ECC نى بېكىتكىلى بولىدۇ.
نۇر قايتۇرۇش كوئېففىتسېنتى Sii ، Sij بولسا يەتكۈزۈش كوئېففىتسېنتىغا ۋەكىللىك قىلىدۇ. J-th ۋە i-th ئانتېنناسىنىڭ ئۈچ ئۆلچەملىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسى \ (\ vec {R} _ {j} \ left ({\ theta, \ varphi} \ right) \) ۋە \ ( \ vec {{R_ {i}}} \ سول ({\ theta, \ varphi} \ right) \) ۋە \ ({\ Omega} \) ۋەكىللىك قىلىدىغان قاتتىق بۇلۇڭ. ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئانتېننانىڭ ECC ئەگرى سىزىقى 22a رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، ئۇنىڭ قىممىتى 0.004 دىن تۆۋەن ، بۇ سىمسىز سىستېمىنىڭ قوبۇل قىلالايدىغان قىممىتى 0.5 دىن خېلىلا تۆۋەن. شۇڭلاشقا ، ECC قىممىتىنىڭ تۆۋەنلىشى ئوتتۇرىغا قويۇلغان 4 ئېغىزلىق MIMO سىستېمىسىنىڭ ئەۋزەل كۆپ خىللىق بىلەن تەمىنلەيدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ.
كۆپ خىللىققا ئېرىشىش (DG) DG بولسا MIMO سىستېمىسىنىڭ ئىقتىدار كۆرسەتكۈچى بولۇپ ، كۆپ خىللىق پىلانىنىڭ رادىئاتسىيە كۈچىگە قانداق تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى تەسۋىرلەيدۇ. مۇناسىۋەت (9) 31-رەسىمدە تەسۋىرلەنگەندەك تەرەققىي قىلىۋاتقان MIMO ئانتېننا سىستېمىسىنىڭ DG نى بەلگىلەيدۇ.
22b رەسىمدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO سىستېمىسىنىڭ DG دىئاگراممىسى كۆرسىتىلدى ، بۇ يەردە DG قىممىتى 10 dB غا ئىنتايىن يېقىن. لايىھەلەنگەن MIMO سىستېمىسىنىڭ بارلىق ئانتېننالىرىنىڭ DG قىممىتى 9.98 dB دىن ئېشىپ كەتتى.
1-جەدۋەلدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان Metasurface MIMO ئانتېنناسى بىلەن يېقىندا ياسالغان MIMO سىستېمىسى سېلىشتۇرۇلدى. سېلىشتۇرۇشتا كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، پايدا ، ئەڭ چوڭ يەكلەش ، ئومۇمىي ئۈنۈم ۋە كۆپ خىل ئىقتىدار قاتارلىق ھەر خىل ئىقتىدار پارامېتىرلىرى نەزەرگە ئېلىنغان. تەتقىقاتچىلار 5 ، 44 ، 45 ، 46 ، 47-يىللاردا ھەرخىل MIMO ئانتېننا ئەسلى تىپلىرىنى پايدا ۋە يەكلەش تېخنىكىسىنى ئوتتۇرىغا قويدى. بۇنىڭدىن باشقا ، دوكلات قىلىنغان مۇشۇنىڭغا ئوخشاش ئانتېنناغا سېلىشتۇرغاندا ، تەرەققىي قىلغان MIMO سىستېمىسى تېخىمۇ كۆپ چوڭلۇقتا ئەۋزەللىكى ۋە ئومۇمىي ئۈنۈمىنى نامايان قىلدى. گەرچە 5.46-بۆلەكتە تەسۋىرلەنگەن ئانتېننانىڭ ئايرىلىشى بىزنىڭ ئوتتۇرىغا قويغان ئانتېننالىرىمىزدىن يۇقىرى بولسىمۇ ، ئەمما بۇ ئانتېننالارنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ، تۆۋەن پايدا نىسبىتى ، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە MIMO ئىقتىدارىنىڭ ناچار بولۇشى قاتارلىقلار بار. 45 ئېغىزدا ئوتتۇرىغا قويۇلغان 4 ئېغىزلىق MIMO ئانتېنناسى يۇقىرى پايدا ۋە ئۈنۈمنى نامايان قىلدى ، ئەمما ئۇنىڭ لايىھىلىنىشى تۆۋەن يېگانە ، چوڭ-كىچىكلىكى ۋە كۆپ خىللىقى ياخشى ئەمەس. يەنە بىر جەھەتتىن ، 47-يىلى ئوتتۇرىغا قويۇلغان كىچىك تىپتىكى ئانتېننا سىستېمىسىنىڭ پايدا نىسبىتى ۋە مەشغۇلات كەڭلىكى ئىنتايىن تۆۋەن ، بىزنىڭ ئوتتۇرىغا قويغان MS نى ئاساس قىلغان 4 ئېغىزلىق MIMO سىستېمىسى كىچىك كۆلەم ، يۇقىرى پايدا ، يۇقىرى ئايرىلىش ۋە تېخىمۇ ياخشى ئىقتىدار MIMO نى كۆرسىتىدۇ. شۇڭا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان Metasurface MIMO ئانتېنناسى 6 GHz دىن تۆۋەن 5G لىق ئالاقە سىستېمىسىنىڭ ئاساسلىق رىقابەتچىسىگە ئايلىنالايدۇ.
تۆت ئېغىزلىق مېتاسفېرا نۇر قايتۇرغۇچنى ئاساس قىلغان كەڭ بەلۋاغلىق MIMO ئانتېنناسى يۇقىرى پايدا ۋە ئايرىلىشقا ئىگە بولۇپ ، 6GHz دىن تۆۋەن 5G قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنى قوللايدۇ. مىكرو سىفىرلىق سىزىق دىئاگونال بۇلۇڭدىكى كۋادرات بىلەن كېسىلگەن كۋادرات رادىئاتسىيە بۆلىكىنى باقىدۇ. ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS ۋە ئانتېننا قويۇپ بەرگۈچىلەر Rogers RT5880 غا ئوخشاش تارماق ماتېرىياللاردا قوللىنىلىپ ، يۇقىرى سۈرئەتلىك 5G خەۋەرلىشىش سىستېمىسىدا ئەلا ئۈنۈمگە ئېرىشىدۇ. MIMO ئانتېنناسى كەڭ دائىرىدە ۋە يۇقىرى پايدىغا ئىگە بولۇپ ، MIMO زاپچاسلىرى بىلەن ئەلا ئۈنۈمنى ياخشى ئايرىپ بېرىدۇ. تەرەققىي قىلغان يەككە ئانتېننانىڭ كىچىكلىتىلگەن ئۆلچىمى 0.58؟ 0.58? 0.02؟ 5 × 5 مېتاسفورلۇق گۇرۇپپا بىلەن كەڭ كۆلەمدە 4.56 GHz مەشغۇلات كەڭلىكى ، 8 dBi چوققا قىممەت ۋە يۇقىرى ئۆلچەملىك ئۈنۈم بىلەن تەمىنلەيدۇ. ئوتتۇرىغا قويۇلغان تۆت ئېغىزلىق MIMO ئانتېنناسى (2 × 2 سانلار گۇرپىسى) ھەر بىر تەكلىپ قىلىنغان يەككە ئانتېننانىڭ چوڭلۇقى 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ بولغان باشقا ئانتېننا بىلەن ئۆز ئارا ماسلاشتۇرۇلغان. 12 مىللىمېتىر ئېگىزلىكتىكى MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئاستىدا 10 × 10 MM لىق قۇراشتۇرۇش تەۋسىيە قىلىنىدۇ ، بۇ ئارقا رادىئاتسىيەنى ئازايتالايدۇ ۋە MIMO زاپچاسلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇشنى ئازايتالايدۇ ، بۇ ئارقىلىق پايدا ۋە يەكلىنىشنى ياخشىلايدۇ. تەجرىبە ۋە تەقلىد قىلىش نەتىجىسىدە كۆرسىتىلىشىچە ، تەرەققىي قىلغان MIMO ئەسلى تىپ 3.08-7.75 GHz كەڭ چاستوتا دائىرىسىدە مەشغۇلات قىلالايدىكەن ، 6GHz دىن تۆۋەن 5G چاستوتا سىپېكتىنى قاپلايدىكەن. بۇنىڭدىن باشقا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MS نى ئاساس قىلغان MIMO ئانتېنناسى ئۇنىڭ پايدىسىنى 2.9 dBi ئۆستۈرۈپ ، ئەڭ يۇقىرى بولغاندا 8.3 dBi غا ئېرىشىدۇ ، ھەمدە MIMO زاپچاسلىرى ئارىسىدا ئېسىل ئايرىۋېتىش (> 15.5 dB) بىلەن تەمىنلەيدۇ ، MS نىڭ تۆھپىسىنى دەلىللەيدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان MIMO ئانتېنناسىنىڭ ئوتتۇرىچە ئوتتۇرىچە ئۈنۈمى% 82 ، تۆۋەن ئېلېمېنت ئارىلىقى 22 مىللىمېتىر. ئانتېننا ناھايىتى يۇقىرى DG (9.98 dB دىن يۇقىرى) ، ئىنتايىن تۆۋەن ECC (0.004 دىن تۆۋەن) ۋە بىر يۆنىلىشلىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان MIMO نىڭ كۆپ خىل ئىقتىدارلىرىنى نامايان قىلدى. ئۆلچەش نەتىجىسى تەقلىدىي نەتىجىگە ناھايىتى ئوخشايدۇ. بۇ ئالاھىدىلىكلەر تەرەققىي قىلغان تۆت ئېغىزلىق MIMO ئانتېننا سىستېمىسىنىڭ 6 GHz دىن تۆۋەن چاستوتا دائىرىسىدىكى 5G خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ ھاياتىي تاللاش بولالايدىغانلىقىنى ئىسپاتلايدۇ.
كوۋىن 400-6000MHz لىق كەڭ بەلۋاغلىق PCB ئانتېنناسى بىلەن تەمىنلىيەلەيدۇ ، ھەمدە تەلىپىڭىزگە ئاساسەن يېڭى ئانتېننا لايىھىلەشنى قوللايدۇ ، تەلىپىڭىز بولسا ئىككىلەنمەي بىز بىلەن ئالاقىلىشىڭ.