Un antena compuesta reconfigurable pentabanda para aplicaciones inalámbricas 5G y multiestándar Sub-6GHz
Autores: Ahmad, Ikhlas; Khan, Wasi Ur Rehman; Dildar, Haris; Ullah, Sadiq; Ullah, Shakir; Mufti, Naveed; Kamal, Babar; Ahmad, Toufeeq; Ghaffar, Adnan; Hussien, Mousa I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un antena compuesta reconfigurable pentabanda para aplicaciones inalámbricas 5G y multiestándar Sub-6GHz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Antena propuesta
Reconfiguración de frecuencia
Reconfigurabilidad de patrón
Interruptores de diodo p-i-n
Bandas de operación
Dirección del haz
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo propone una antena impresa de bajo perfil que ofrece funciones de reconfiguración de patrón y frecuencia impresas en sustrato FR-4 con un tamaño de 46 x 32 x 1,6 mm. La antena propuesta puede operar en cinco bandas de frecuencia diferentes, cada una identificada como un Modo, en las cuales existen posibilidades de reconfiguración de patrones. La reconfigurabilidad de frecuencia y patrón es posible a través de 12 interruptores de diodo p-i-n (S1 a S12). La primera se habilita a través de los interruptores S1 a S4 dentro del parche radiante, controlando eficazmente las bandas resonantes de la antena; la segunda es posible a través de la dirección del haz del lóbulo principal, habilitada por los otros ocho interruptores (S5 a S12), cargados en elementos parásitos divididos diseñados en ambos lados del radiador. La antena propuesta opera en la banda de 5 GHz (4,52-5,39 GHz) cuando todos los interruptores están APAGADOS. Cuando S1 está ENCENDIDO, la banda de operación se desplaza a 3,5 GHz (2,96-4,17 GHz); cambia a una banda de 2,6 GHz (2,36-2,95 GHz) cuando S1 y S2 están ENCENDIDOS. Cuando S3 también se enciende, la antena se desplaza a la Banda de 2,1 GHz (1,95-2,30 GHz). Cuando S1-S4 están ENCENDIDOS, la banda de operación se desplaza a una banda de 1,8 GHz (1,67-1,90 GHz). En todas estas bandas, la pérdida de retorno permanece por debajo de -10 dB manteniendo una buena adaptación de impedancia. En cada banda de operación, los estados ENCENDIDO/APAGADO de los ocho interruptores de diodo p-i-n (S5 a través de S12) permiten la dirección del haz. La antena propuesta puede dirigir el haz principal en cinco direcciones distintas en las bandas de 3,5 GHz, 2,6 GHz y 2,1 GHz, y en tres direcciones diferentes en las bandas de 5 GHz y 1,8 GHz. Diferentes bandas 5G (2,1, 2,6, 3,5 y 5) GHz, que se encuentran en el rango sub 6GHz, son soportadas por la antena propuesta. Además, las aplicaciones GSM (1,8 GHz), UMTS (2,1 GHz), 4G-LTE (2,1 GHz y 2,6 GHz), WiMAX (2,6 GHz y 3,5 GHz) y WLAN (5 GHz) también son soportadas por la antena propuesta, que es una candidata para dispositivos 5G/4G/3G portátiles.
Descripción
Este trabajo propone una antena impresa de bajo perfil que ofrece funciones de reconfiguración de patrón y frecuencia impresas en sustrato FR-4 con un tamaño de 46 x 32 x 1,6 mm. La antena propuesta puede operar en cinco bandas de frecuencia diferentes, cada una identificada como un Modo, en las cuales existen posibilidades de reconfiguración de patrones. La reconfigurabilidad de frecuencia y patrón es posible a través de 12 interruptores de diodo p-i-n (S1 a S12). La primera se habilita a través de los interruptores S1 a S4 dentro del parche radiante, controlando eficazmente las bandas resonantes de la antena; la segunda es posible a través de la dirección del haz del lóbulo principal, habilitada por los otros ocho interruptores (S5 a S12), cargados en elementos parásitos divididos diseñados en ambos lados del radiador. La antena propuesta opera en la banda de 5 GHz (4,52-5,39 GHz) cuando todos los interruptores están APAGADOS. Cuando S1 está ENCENDIDO, la banda de operación se desplaza a 3,5 GHz (2,96-4,17 GHz); cambia a una banda de 2,6 GHz (2,36-2,95 GHz) cuando S1 y S2 están ENCENDIDOS. Cuando S3 también se enciende, la antena se desplaza a la Banda de 2,1 GHz (1,95-2,30 GHz). Cuando S1-S4 están ENCENDIDOS, la banda de operación se desplaza a una banda de 1,8 GHz (1,67-1,90 GHz). En todas estas bandas, la pérdida de retorno permanece por debajo de -10 dB manteniendo una buena adaptación de impedancia. En cada banda de operación, los estados ENCENDIDO/APAGADO de los ocho interruptores de diodo p-i-n (S5 a través de S12) permiten la dirección del haz. La antena propuesta puede dirigir el haz principal en cinco direcciones distintas en las bandas de 3,5 GHz, 2,6 GHz y 2,1 GHz, y en tres direcciones diferentes en las bandas de 5 GHz y 1,8 GHz. Diferentes bandas 5G (2,1, 2,6, 3,5 y 5) GHz, que se encuentran en el rango sub 6GHz, son soportadas por la antena propuesta. Además, las aplicaciones GSM (1,8 GHz), UMTS (2,1 GHz), 4G-LTE (2,1 GHz y 2,6 GHz), WiMAX (2,6 GHz y 3,5 GHz) y WLAN (5 GHz) también son soportadas por la antena propuesta, que es una candidata para dispositivos 5G/4G/3G portátiles.