Un conjunto de antenas de parche circular microstrip compacto de banda C de entrada múltiple y salida múltiple con un plano de tierra ranurado octogonal y una línea de neutralización para mejorar el aislamiento de puerto en dispositivos portátiles 5G
Autores: Khan, Asad Ali; Wang, Zhenyong; Li, Dezhi; Ahmed, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un conjunto de antenas de parche circular microstrip compacto de banda C de entrada múltiple y salida múltiple con un plano de tierra ranurado octogonal y una línea de neutralización para mejorar el aislamiento de puerto en dispositivos portátiles 5G
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Antena en serie
5g
Operaciones mimo
Elementos circulares de alimentación de microcinta
Sustrato fr-4
Acoplamiento mutuo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se presenta un conjunto de antenas de ocho puertos para terminales móviles 5G para admitir operaciones de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO). El diseño reportado involucra tres capas: la superior contiene ocho elementos circulares de alimentación de microstrip; la capa intermedia es un sustrato FR-4 de bajo costo, y la capa inferior es un plano de tierra con cuatro ranuras octagonales grabadas. Cada elemento resonante es alimentado por conectores subminiatura de 50 ohmios. Para mitigar los efectos perjudiciales del acoplamiento mutuo de puertos y mejorar el aislamiento general entre los elementos circulares de parche alimentados por microstrip adyacentes, se implementa estratégicamente una línea de neutralización entre las líneas de alimentación del conjunto de antenas. La configuración del diseño implica dos elementos en cada vértice de la placa de circuito impreso (PCB). Las dimensiones totales de la PCB son de 150 x 75 mm. Cada ranura y sus elementos radiantes correspondientes exhiben una doble polarización lineal y diversos patrones de radiación. El diseño de antena propuesto logra el ancho de banda operativo requerido de más de 1000 MHz que abarca desde 3 hasta 4.2 GHz, cubriendo efectivamente todo el rango de frecuencia de la banda C superior de 3.3 GHz a 4.2 GHz asignado para la banda de frecuencia n77 y n78 de 5G FR1. Se logra el aislamiento de puerto requerido y un coeficiente de correlación de envolvente (ECC) más bajo para la banda de interés. El diseño propuesto proporciona una ganancia máxima de hasta 4 dB para dicha banda. Además de estos resultados, también se investiga la degradación en el rendimiento del conjunto de antenas durante diferentes modos de funcionamiento del dispositivo móvil. Los resultados medidos de la celda unitaria fabricada y el conjunto completo también coinciden bien con los resultados simulados. En general, la antena propuesta tiene el potencial de ser utilizada en dispositivos móviles compatibles con 5G y la red de acceso radioeléctrico abierto (ORAN).
Descripción
En este documento, se presenta un conjunto de antenas de ocho puertos para terminales móviles 5G para admitir operaciones de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO). El diseño reportado involucra tres capas: la superior contiene ocho elementos circulares de alimentación de microstrip; la capa intermedia es un sustrato FR-4 de bajo costo, y la capa inferior es un plano de tierra con cuatro ranuras octagonales grabadas. Cada elemento resonante es alimentado por conectores subminiatura de 50 ohmios. Para mitigar los efectos perjudiciales del acoplamiento mutuo de puertos y mejorar el aislamiento general entre los elementos circulares de parche alimentados por microstrip adyacentes, se implementa estratégicamente una línea de neutralización entre las líneas de alimentación del conjunto de antenas. La configuración del diseño implica dos elementos en cada vértice de la placa de circuito impreso (PCB). Las dimensiones totales de la PCB son de 150 x 75 mm. Cada ranura y sus elementos radiantes correspondientes exhiben una doble polarización lineal y diversos patrones de radiación. El diseño de antena propuesto logra el ancho de banda operativo requerido de más de 1000 MHz que abarca desde 3 hasta 4.2 GHz, cubriendo efectivamente todo el rango de frecuencia de la banda C superior de 3.3 GHz a 4.2 GHz asignado para la banda de frecuencia n77 y n78 de 5G FR1. Se logra el aislamiento de puerto requerido y un coeficiente de correlación de envolvente (ECC) más bajo para la banda de interés. El diseño propuesto proporciona una ganancia máxima de hasta 4 dB para dicha banda. Además de estos resultados, también se investiga la degradación en el rendimiento del conjunto de antenas durante diferentes modos de funcionamiento del dispositivo móvil. Los resultados medidos de la celda unitaria fabricada y el conjunto completo también coinciden bien con los resultados simulados. En general, la antena propuesta tiene el potencial de ser utilizada en dispositivos móviles compatibles con 5G y la red de acceso radioeléctrico abierto (ORAN).