Antena dipolo plegada integrada con metamateriales y baja SAR para aplicaciones de 4G, 5G y NB-IoT
Autores: Singh, Harbinder; Mittal, Nitin; Gupta, Amit; Kumar, Yogesh; Woniak, Marcin; Waheed, Amtul
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Antena dipolo plegada integrada con metamateriales y baja SAR para aplicaciones de 4G, 5G y NB-IoT
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tecnología inalámbrica
Tecnologías 4G/5G
Diseño de antenas de banda ancha
Simulaciones
Parámetros de rendimiento
Integración de metamateriales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 50
Citaciones: Sin citaciones
El rápido crecimiento de la tecnología inalámbrica para dispositivos de comunicación móvil requiere un ancho de banda amplio, instalaciones de alta tasa de datos y un tamaño de dispositivo compacto. La solución para el equipo de usuario de próxima generación son las tecnologías de alta tasa de datos 4G/5G. En esta investigación, se analizó y evaluó el diseño de una antena de banda ancha para aplicaciones 4G, 5G y NB-IoT. El estudio de microondas CST se utilizó para simulaciones e investigaciones de los parámetros de rendimiento. La antena se diseñó como un dipolo plegado con un ancho de banda ajustable y resuena para 5G NR n78, bandas NR-IoT B1, B2 y B25, y once bandas de frecuencia LTE TDD con un porcentaje de ancho de banda y pérdida de dispersión mínima del 69.02% y -42 dB respectivamente. Además, la antena diseñada es pequeña (35 x 48 x 1.62 mm) y de estructura plana, y puede integrarse fácilmente con equipos de radio. El diseño de la antena también se investigó para minimizar la SAR y mejorar la ganancia mediante la integración de metamateriales. Para todas las bandas de frecuencia de funcionamiento, el diseño de la antena resulta en una mejora considerable de la ganancia. Se demostró que el metamaterial es un excelente absorbedor de radiación, especialmente en regiones de alta frecuencia. Esta investigación también incluyó un examen de SAR con y sin integración de metamateriales. Se encontró que los valores de SAR se redujeron significativamente en todas las bandas de funcionamiento. Los resultados fueron validados fabricando el prototipo de diseño en sustrato FR-4 para bandas 4G, 5G e IoT. La antena posiblemente se utilizará para comunicación en aplicaciones de alta tasa de datos.
Descripción
El rápido crecimiento de la tecnología inalámbrica para dispositivos de comunicación móvil requiere un ancho de banda amplio, instalaciones de alta tasa de datos y un tamaño de dispositivo compacto. La solución para el equipo de usuario de próxima generación son las tecnologías de alta tasa de datos 4G/5G. En esta investigación, se analizó y evaluó el diseño de una antena de banda ancha para aplicaciones 4G, 5G y NB-IoT. El estudio de microondas CST se utilizó para simulaciones e investigaciones de los parámetros de rendimiento. La antena se diseñó como un dipolo plegado con un ancho de banda ajustable y resuena para 5G NR n78, bandas NR-IoT B1, B2 y B25, y once bandas de frecuencia LTE TDD con un porcentaje de ancho de banda y pérdida de dispersión mínima del 69.02% y -42 dB respectivamente. Además, la antena diseñada es pequeña (35 x 48 x 1.62 mm) y de estructura plana, y puede integrarse fácilmente con equipos de radio. El diseño de la antena también se investigó para minimizar la SAR y mejorar la ganancia mediante la integración de metamateriales. Para todas las bandas de frecuencia de funcionamiento, el diseño de la antena resulta en una mejora considerable de la ganancia. Se demostró que el metamaterial es un excelente absorbedor de radiación, especialmente en regiones de alta frecuencia. Esta investigación también incluyó un examen de SAR con y sin integración de metamateriales. Se encontró que los valores de SAR se redujeron significativamente en todas las bandas de funcionamiento. Los resultados fueron validados fabricando el prototipo de diseño en sustrato FR-4 para bandas 4G, 5G e IoT. La antena posiblemente se utilizará para comunicación en aplicaciones de alta tasa de datos.