Antena MIMO multibanda basada en superficie meta para comunicaciones de UAV en bandas de mm-Wave y Sub-THz
Autores: Saeidi, Tale; Saleh, Sahar; Timmons, Nick; Al-Gburi, Ahmed Jamal Abdullah; Karamzadeh, Saeid; Althuwayb, Ayman A.; Rashid, Nasr; Kaaniche, Khaled; Ben Atitallah, Ahmed; Elhamrawy, Osama I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Antena MIMO multibanda basada en superficie meta para comunicaciones de UAV en bandas de mm-Wave y Sub-THz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Ondas milimétricas
Antena MIMO de onda filtrante
Metasuperficie de grano de café
Polarización circular
Comunicaciones de drones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) necesitan conectividad de alta tasa de datos, lo cual se puede lograr a través de ondas milimétricas y bandas sub-THz. La antena MIMO de dos puertos con fuga propuesta, que emplea una técnica de proximidad coplanar que combina carga capacitiva e inductiva, aborda esta necesidad. Con ranuras en forma de malla y una ranura vertical para mitigar problemas de banda de parada abierta (OSB), la antena irradia de manera lateral y bidireccional. Las ranuras en forma de H en una tira mejoran el aislamiento de los puertos, y una metasuperficie en forma de grano de café (MTS) aumenta la eficiencia de radiación y la ganancia. Simulaciones y experimentos que consideran varios escenarios realistas, cada uno a diferentes distancias verticales y horizontales, muestran patrones de haz dirigidos, polarización circular (CP) y propiedades de alta ganancia, con una ganancia máxima de 13.8 dBi, una relación axial (AR) <2.9, una ganancia de diversidad (DG) >9.98 dB, y un coeficiente de correlación de envolvente (ECC) <0.003. Este diseño soporta comunicaciones de drones a tierra (D2G), de drone a drone (D2D) y de drone a satélite (D2S).
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) necesitan conectividad de alta tasa de datos, lo cual se puede lograr a través de ondas milimétricas y bandas sub-THz. La antena MIMO de dos puertos con fuga propuesta, que emplea una técnica de proximidad coplanar que combina carga capacitiva e inductiva, aborda esta necesidad. Con ranuras en forma de malla y una ranura vertical para mitigar problemas de banda de parada abierta (OSB), la antena irradia de manera lateral y bidireccional. Las ranuras en forma de H en una tira mejoran el aislamiento de los puertos, y una metasuperficie en forma de grano de café (MTS) aumenta la eficiencia de radiación y la ganancia. Simulaciones y experimentos que consideran varios escenarios realistas, cada uno a diferentes distancias verticales y horizontales, muestran patrones de haz dirigidos, polarización circular (CP) y propiedades de alta ganancia, con una ganancia máxima de 13.8 dBi, una relación axial (AR) <2.9, una ganancia de diversidad (DG) >9.98 dB, y un coeficiente de correlación de envolvente (ECC) <0.003. Este diseño soporta comunicaciones de drones a tierra (D2G), de drone a drone (D2D) y de drone a satélite (D2S).