Un diseño novedoso de lente de metasuperficie para sintetizar ondas planas en bandas de ondas milimétricas
Autores: Zhang, Yu; Wang, Zhiqin; Ren, Yuxin; Pan, Chong; Zhang, Jinling; Jia, Lifei; Zhu, Xiongzhi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un diseño novedoso de lente de metasuperficie para sintetizar ondas planas en bandas de ondas milimétricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desarrollo
Tecnología de comunicación
Aplicaciones de medición
Condiciones de onda plana
Lente de metasuperficie
Ondas milimétricas 5G.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo de la tecnología de comunicación han surgido varias aplicaciones de medición que requieren condiciones de onda plana para caracterizaciones de dispositivos inalámbricos en cámaras anecoicas. En este documento, se propone y caracteriza una lente de metasuperficie con un conjunto de antenas de alimentación de 2 x 2 para sintetizar una onda plana en un campo cercano para pruebas de dispositivos de radiofrecuencia (RF) de ondas milimétricas de quinta generación (5G). La lente de metasuperficie, basada en elementos de cruz de Jerusalén impresos en un sustrato de placa de circuito impreso (PCB), se utiliza para controlar la distribución de desplazamiento de fase de las ondas esféricas incidentes. La lente tiene un tamaño de 0.4 x 0.4 m y está diseñada para operar en un rango de 24.25 GHz a 27.5 GHz, y su conjunto de antenas de alimentación se encuentra en un plano focal de la lente, que es paralelo a la lente de metasuperficie. La lente es estudiada y verificada a través de simulaciones y experimentos, y se logra una distribución uniforme de amplitud y fase en un campo a una distancia reducida de 1.2 m generada por la lente de metasuperficie en toda una zona de cuasi zona lejana. La variación de amplitud y fase en el peor caso de la lente de metasuperficie diseñada es de +/-0.75 dB y +/-7.5 grados, respectivamente. Los resultados muestran que se puede lograr una condición de onda plana en las bandas de ondas milimétricas 5G a través de la lente de metasuperficie compacta y efectiva propuesta. Además, se muestra que la lente de metasuperficie propuesta es capaz de reducir la distancia de síntesis de onda plana en comparación con el rango de prueba de antena compacta (CATR) con un costo de sistema significativamente reducido, lo que la convierte en una alternativa atractiva para las pruebas de antenas en las bandas de frecuencia de ondas milimétricas 5G.
Descripción
Con el desarrollo de la tecnología de comunicación han surgido varias aplicaciones de medición que requieren condiciones de onda plana para caracterizaciones de dispositivos inalámbricos en cámaras anecoicas. En este documento, se propone y caracteriza una lente de metasuperficie con un conjunto de antenas de alimentación de 2 x 2 para sintetizar una onda plana en un campo cercano para pruebas de dispositivos de radiofrecuencia (RF) de ondas milimétricas de quinta generación (5G). La lente de metasuperficie, basada en elementos de cruz de Jerusalén impresos en un sustrato de placa de circuito impreso (PCB), se utiliza para controlar la distribución de desplazamiento de fase de las ondas esféricas incidentes. La lente tiene un tamaño de 0.4 x 0.4 m y está diseñada para operar en un rango de 24.25 GHz a 27.5 GHz, y su conjunto de antenas de alimentación se encuentra en un plano focal de la lente, que es paralelo a la lente de metasuperficie. La lente es estudiada y verificada a través de simulaciones y experimentos, y se logra una distribución uniforme de amplitud y fase en un campo a una distancia reducida de 1.2 m generada por la lente de metasuperficie en toda una zona de cuasi zona lejana. La variación de amplitud y fase en el peor caso de la lente de metasuperficie diseñada es de +/-0.75 dB y +/-7.5 grados, respectivamente. Los resultados muestran que se puede lograr una condición de onda plana en las bandas de ondas milimétricas 5G a través de la lente de metasuperficie compacta y efectiva propuesta. Además, se muestra que la lente de metasuperficie propuesta es capaz de reducir la distancia de síntesis de onda plana en comparación con el rango de prueba de antena compacta (CATR) con un costo de sistema significativamente reducido, lo que la convierte en una alternativa atractiva para las pruebas de antenas en las bandas de frecuencia de ondas milimétricas 5G.