ວຽກງານນີ້ສະເຫນີໃຫ້ມີລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍແບບ Multi-input multiple-output (MIMO) metasurface (MS) ແບບປະສົມປະສານສໍາລັບລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ sub-6 GHz ລຸ້ນທີ 5 (5G). ຄວາມແປກໃໝ່ທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ໄດ້ສະເໜີມາແມ່ນແບນວິດທີ່ກ້ວາງຂວາງຂອງລະບົບ, ການຮັບຜົນປະໂຫຍດສູງ, ການເກັບກູ້ລະຫວ່າງອົງປະກອບຂະໜາດນ້ອຍ, ແລະການໂດດດ່ຽວທີ່ດີເລີດພາຍໃນອົງປະກອບຂອງ MIMO. ຈຸດລັງສີຂອງເສົາອາກາດແມ່ນຖືກຕັດອອກເປັນເສັ້ນຂວາງ, ມີພື້ນດິນບາງສ່ວນ, ແລະ ແຜ່ນໂລຫະແມ່ນໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດ. ເສົາອາກາດ MS ດຽວແບບປະສົມປະສານທີ່ສະເໜີມາມີຂະໜາດນ້ອຍ 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ. ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງແລະການວັດແທກສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບຂອງແຖບກວ້າງຈາກ 3.11 GHz ຫາ 7.67 GHz, ລວມທັງການໄດ້ຮັບສູງສຸດທີ່ບັນລຸໄດ້ 8 dBi. ລະບົບ MIMO ສີ່ອົງປະກອບຖືກອອກແບບເພື່ອໃຫ້ແຕ່ລະເສົາອາກາດເປັນຮູບຊົງກັບກັນແລະກັນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຂະຫນາດທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະປະສິດທິພາບກວ້າງຈາກ 3.2 ຫາ 7.6 GHz. ຕົ້ນແບບ MIMO ທີ່ສະເໜີມາແມ່ນອອກແບບ ແລະ ປະດິດຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ Rogers RT5880 ທີ່ມີການສູນເສຍຕໍ່າ ແລະຂະໜາດນ້ອຍຂອງ 1.05? 1.05? 0.02?, ແລະການປະຕິບັດຂອງມັນຖືກປະເມີນໂດຍໃຊ້ແຖບ resonator ວົງສີ່ຫຼ່ຽມທີ່ສະເຫນີດ້ວຍວົງແຫວນແຍກ 10 x 10. ວັດສະດຸພື້ນຖານແມ່ນຄືກັນ. metasurface backplane ທີ່ສະເຫນີຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງສາຍອາກາດກັບຄືນໄປບ່ອນ radiation ແລະ manipulates ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງແບນວິດ, ເພີ່ມ, ແລະການໂດດດ່ຽວຂອງອົງປະກອບ MIMO. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ມີຢູ່, ເສົາອາກາດ 4-port MIMO ທີ່ໄດ້ສະເຫນີບັນລຸຜົນກໍາໄລສູງ 8.3 dBi ມີປະສິດທິພາບໂດຍລວມເຖິງ 82% ໃນແຖບ 5G sub-6 GHz ແລະມີຄວາມເຫັນດີກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ວັດແທກໄດ້. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ພັດທະນາແລ້ວຍັງສະແດງປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດໃນເງື່ອນໄຂຂອງຄ່າສໍາປະສິດຄວາມສໍາພັນຂອງຊອງຈົດຫມາຍ (ECC) ຫນ້ອຍກວ່າ 0.004, ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຄວາມຫຼາກຫຼາຍ (DG) ປະມານ 10 dB (> 9.98 dB) ແລະຄວາມໂດດດ່ຽວສູງລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO (> 15.5 dB ). ລັກສະນະ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະ ເໜີ ຢືນຢັນການ ນຳ ໃຊ້ຂອງມັນ ສຳ ລັບເຄືອຂ່າຍການສື່ສານ 5G ຍ່ອຍ 6 GHz.
ເທັກໂນໂລຍີ 5G ແມ່ນຄວາມກ້າວໜ້າທີ່ບໍ່ໜ້າເຊື່ອໃນການສື່ສານໄຮ້ສາຍທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ເຄືອຂ່າຍໄວ ແລະປອດໄພກວ່າສຳລັບອຸປະກອນເຊື່ອມຕໍ່ນັບພັນລ້ານ, ສະໜອງປະສົບການຂອງຜູ້ໃຊ້ດ້ວຍຄວາມໄວ "ສູນ" (latency ໜ້ອຍກວ່າ 1 millisecond), ແລະແນະນຳເທັກໂນໂລຍີໃໝ່, ລວມທັງເຄື່ອງອີເລັກໂທຣນິກ. ການດູແລທາງການແພດ, ການສຶກສາທາງປັນຍາ. , ນະຄອນອັດສະລິຍະ, ເຮືອນອັດສະລິຍະ, ຄວາມເປັນຈິງແລ້ວສະເໝືອນ (VR), ໂຮງງານອັດສະລິຍະ ແລະອິນເຕີເນັດຂອງພາຫະນະ (IoV) ກໍາລັງປ່ຽນແປງຊີວິດ, ສັງຄົມ ແລະອຸດສາຫະກຳຂອງພວກເຮົາ1,2,3. ຄະນະກໍາມະການສື່ສານຂອງລັດຖະບານກາງສະຫະລັດ (FCC) ແບ່ງ 5G spectrum ເປັນສີ່ແຖບຄວາມຖີ່4. ແຖບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz ແມ່ນຄວາມສົນໃຈຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າເນື່ອງຈາກວ່າມັນອະນຸຍາດໃຫ້ການສື່ສານທາງໄກທີ່ມີອັດຕາຂໍ້ມູນສູງ5,6. ການຈັດສັນ 5G spectrum sub-6 GHz ສໍາລັບການສື່ສານ 5G ທົ່ວໂລກແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທຸກປະເທດກໍາລັງພິຈາລະນາ sub-6 GHz spectrum ສໍາລັບການສື່ສານ 5G7,8. ເສົາອາກາດເປັນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງເຄືອຂ່າຍ 5G ແລະຈະຕ້ອງການສະຖານີຖານ ແລະເສົາອາກາດຂອງຕົວຜູ້ໃຊ້ເພີ່ມເຕີມ.
Microstrip patch ເສົາອາກາດມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະໂຄງສ້າງຮາບພຽງ, ແຕ່ມີຈໍາກັດໃນແບນວິດແລະ gain9,10, ການຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍໄດ້ຖືກເຮັດເພື່ອເພີ່ມການຮັບແລະແບນວິດຂອງເສົາອາກາດ; ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, metasurfaces (MS) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຕັກໂນໂລຢີຂອງເສົາອາກາດ, ໂດຍສະເພາະເພື່ອປັບປຸງການໄດ້ຮັບແລະ throughput11,12, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເສົາອາກາດເຫຼົ່ານີ້ຖືກຈໍາກັດຢູ່ໃນພອດດຽວ; ເທກໂນໂລຍີ MIMO ເປັນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງການສື່ສານໄຮ້ສາຍເພາະວ່າມັນສາມາດນໍາໃຊ້ເສົາອາກາດຫຼາຍສາຍພ້ອມກັນເພື່ອສົ່ງຂໍ້ມູນ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງອັດຕາຂໍ້ມູນ, ປະສິດທິພາບ spectral, ຄວາມອາດສາມາດຊ່ອງ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື13,14,15. ເສົາອາກາດ MIMO ແມ່ນຜູ້ສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງສໍາລັບແອັບພລິເຄຊັນ 5G ເພາະວ່າພວກເຂົາສາມາດສົ່ງແລະຮັບຂໍ້ມູນຜ່ານຫຼາຍຊ່ອງທາງໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ພະລັງງານເພີ່ມເຕີມ 16,17. ຜົນກະທົບຮ່ວມກັນລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ແມ່ນຂຶ້ນກັບສະຖານທີ່ຂອງອົງປະກອບ MIMO ແລະການໄດ້ຮັບສາຍອາກາດ MIMO, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບນັກຄົ້ນຄວ້າ. ຮູບ 18, 19, ແລະ 20 ສະແດງເສົາອາກາດ MIMO ຕ່າງໆທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນແຖບ 5G sub-6 GHz, ທັງຫມົດສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຍກ MIMO ທີ່ດີແລະປະສິດທິພາບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໄດ້ຮັບແລະແບນວິດປະຕິບັດງານຂອງລະບົບທີ່ສະເຫນີເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຕໍ່າ.
Metamaterials (MMs) ແມ່ນວັດສະດຸໃຫມ່ທີ່ບໍ່ມີຢູ່ໃນທໍາມະຊາດແລະສາມາດ manipulate ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການປະຕິບັດຂອງເສົາອາກາດ21,22,23,24. MM ປະຈຸບັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຕັກໂນໂລຢີເສົາອາກາດເພື່ອປັບປຸງຮູບແບບການຮັງສີ, ແບນວິດ, ການໄດ້ຮັບ, ແລະການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບເສົາອາກາດແລະລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ສົນທະນາໃນ 25, 26, 27, 28. ໃນປີ 2029, ລະບົບ MIMO ສີ່ອົງປະກອບໂດຍອີງໃສ່ metasurface, ເຊິ່ງພາກສ່ວນເສົາອາກາດຖືກ sandwiched ລະຫວ່າງ metasurface ແລະຫນ້າດິນໂດຍບໍ່ມີຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດ, ເຊິ່ງປັບປຸງການປະຕິບັດ MIMO. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການອອກແບບນີ້ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າ, ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານຕ່ໍາແລະໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນ. ຊ່ອງຫວ່າງແຖບແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (EBG) ແລະສາຍພື້ນແມ່ນລວມຢູ່ໃນສາຍອາກາດ 2-port wideband MIMO ທີ່ສະເໜີເພື່ອປັບປຸງການແຍກອົງປະກອບ MIMO30. ເສົາອາກາດທີ່ຖືກອອກແບບມີການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ MIMO ທີ່ດີແລະການໂດດດ່ຽວທີ່ດີເລີດລະຫວ່າງສອງເສົາອາກາດ MIMO, ແຕ່ການໃຊ້ພຽງແຕ່ສອງອົງປະກອບ MIMO, ຜົນປະໂຫຍດຈະຕໍ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, in31 ຍັງໄດ້ສະເຫນີສາຍອາກາດສອງພອດ MIMO ultra-wideband (UWB) ແລະສືບສວນການປະຕິບັດ MIMO ຂອງມັນໂດຍໃຊ້ metamaterials. ເຖິງແມ່ນວ່າເສົາອາກາດນີ້ສາມາດປະຕິບັດການ UWB ໄດ້, ແຕ່ຜົນປະໂຫຍດຂອງມັນແມ່ນຕໍ່າແລະການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງສອງເສົາອາກາດແມ່ນບໍ່ດີ. ການເຮັດວຽກ in32 ສະເຫນີລະບົບ 2-port MIMO ທີ່ໃຊ້ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ bandgap ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (EBG) ເພື່ອເພີ່ມກໍາໄລ. ເຖິງແມ່ນວ່າ array ເສົາອາກາດທີ່ພັດທະນາມີຜົນປະໂຫຍດສູງແລະການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ MIMO ທີ່ດີ, ຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນການສື່ສານຮຸ່ນຕໍ່ໄປ. ເສົາອາກາດ broadband ທີ່ໃຊ້ reflector ອີກອັນຫນຶ່ງໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ໃນ 33, ບ່ອນທີ່ reflector ໄດ້ຖືກປະສົມປະສານພາຍໃຕ້ເສົາອາກາດທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງ 22 ມມ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຈຸດສູງສຸດຕ່ໍາກວ່າ 4.87 dB. Paper 34 ອອກແບບເສົາອາກາດ MIMO ສີ່ພອດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ mmWave, ເຊິ່ງປະສົມປະສານກັບຊັ້ນ MS ເພື່ອປັບປຸງການໂດດດ່ຽວແລະການໄດ້ຮັບຂອງລະບົບ MIMO. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເສົາອາກາດນີ້ສະຫນອງການໄດ້ຮັບທີ່ດີແລະການໂດດດ່ຽວ, ແຕ່ມີແບນວິດຈໍາກັດແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ບໍ່ດີເນື່ອງຈາກຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດຂະຫນາດໃຫຍ່. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ໃນປີ 2015, ເສົາອາກາດ MIMO ແບບປະສົມປະສານ 3 ຄູ່, 4-port bowtie-shaped metasurface-integrated ໄດ້ຖືກພັດທະນາສໍາລັບການສື່ສານ mmWave ທີ່ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງສູງສຸດ 7.4 dBi. B36 MS ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງເສົາອາກາດ 5G ເພື່ອເພີ່ມການຮັບສາຍອາກາດ, ບ່ອນທີ່ metasurface ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວສະທ້ອນແສງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໂຄງປະກອບການ MS ແມ່ນບໍ່ສົມມາດແລະຄວາມສົນໃຈຫນ້ອຍໄດ້ຖືກຈ່າຍໃຫ້ກັບໂຄງສ້າງຂອງຈຸລັງຫນ່ວຍ.
ອີງຕາມຜົນໄດ້ຮັບການວິເຄາະຂ້າງເທິງ, ບໍ່ມີສາຍອາກາດຂ້າງເທິງນີ້ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດສູງ, ການໂດດດ່ຽວທີ່ດີເລີດ, ການປະຕິບັດ MIMO ແລະການຄຸ້ມຄອງກວ້າງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຍັງມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບສາຍອາກາດ MIMO metasurface ທີ່ສາມາດກວມເອົາຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່ 5G ລະດັບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz ດ້ວຍການເພີ່ມສູງແລະການໂດດດ່ຽວ. ພິຈາລະນາຂໍ້ຈໍາກັດຂອງວັນນະຄະດີທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ລະບົບສາຍອາກາດ MIMO ກວ້າງສີ່ອົງປະກອບທີ່ມີຜົນປະໂຫຍດສູງແລະການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ດີເລີດແມ່ນສະເຫນີສໍາລັບລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ sub-6 GHz. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໂດດດ່ຽວທີ່ດີເລີດລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO, ຊ່ອງຫວ່າງຂອງອົງປະກອບຂະຫນາດນ້ອຍ, ແລະປະສິດທິພາບຂອງລັງສີສູງ. ແຜ່ນຮອງເສົາອາກາດຖືກຕັດອອກເປັນເສັ້ນຂວາງ ແລະວາງຢູ່ເທິງສຸດຂອງພື້ນຜິວທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງອາກາດ 12 ມມ, ເຊິ່ງສະທ້ອນລັງສີກັບຄືນຈາກເສົາອາກາດ ແລະ ປັບປຸງການຮັບສາຍ ແລະ ທິດທາງຂອງເສົາອາກາດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດດຽວທີ່ສະເຫນີແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງເສົາອາກາດ MIMO ສີ່ອົງປະກອບທີ່ມີການປະຕິບັດ MIMO ດີກວ່າໂດຍການວາງຕໍາແຫນ່ງແຕ່ລະເສົາອາກາດໃຫ້ກັນແລະກັນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກພັດທະນາໄດ້ຖືກປະສົມປະສານຢູ່ເທິງສຸດຂອງ 10 × 10 MS array ກັບ backplane ທອງແດງເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການປ່ອຍອາຍພິດ. ການອອກແບບມີລະດັບການເຮັດວຽກທີ່ກວ້າງ (3.08-7.75 GHz), ຄວາມໄວສູງສຸດ 8.3 dBi ແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມສະເລ່ຍສູງ 82%, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການແຍກທີ່ດີເລີດຂອງຫຼາຍກວ່າ −15.5 dB ລະຫວ່າງອົງປະກອບເສົາອາກາດ MIMO. ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ໃຊ້ MS ທີ່ຖືກພັດທະນາໄດ້ຖືກຈໍາລອງໂດຍໃຊ້ຊຸດຊອບແວແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ 3D CST Studio 2019 ແລະກວດສອບຜ່ານການສຶກສາທົດລອງ.
ພາກນີ້ສະຫນອງການແນະນໍາລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບສະຖາປັດຕະຍະກໍາທີ່ສະເຫນີແລະວິທີການອອກແບບເສົາອາກາດດຽວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຈໍາລອງແລະສັງເກດເຫັນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລືຢ່າງລະອຽດ, ລວມທັງຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍ, ການໄດ້ຮັບ, ແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມທີ່ມີແລະບໍ່ມີ metasurfaces. ເສົາອາກາດຕົ້ນແບບໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນ dielectric ທີ່ມີການສູນເສຍຕ່ໍາ Rogers 5880 ທີ່ມີຄວາມຫນາ 1.575 ມມທີ່ມີ dielectric ຄົງທີ່ຂອງ 2.2. ເພື່ອພັດທະນາ ແລະຈຳລອງການອອກແບບ, ຊຸດເຄື່ອງຈຳລອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ CST studio 2019 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້.
ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຖາປັດຕະຍະກໍາທີ່ສະເຫນີແລະຮູບແບບການອອກແບບຂອງເສົາອາກາດອົງປະກອບດຽວ. ອີງຕາມສົມຜົນຄະນິດສາດ 37, ເສົາອາກາດປະກອບດ້ວຍຈຸດ radiating ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນທີ່ມີເສັ້ນຊື່ແລະຍົນດິນທອງແດງ (ດັ່ງທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນຂັ້ນຕອນທີ 1) ແລະສະທ້ອນກັບແບນວິດແຄບຫຼາຍຢູ່ທີ່ 10.8 GHz, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3b. ຂະຫນາດເບື້ອງຕົ້ນຂອງ radiator ສາຍອາກາດແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍການພົວພັນທາງຄະນິດສາດຕໍ່ໄປນີ້37:
ບ່ອນທີ່ \(P_{L}\) ແລະ \(P_{w}\) ແມ່ນຄວາມຍາວແລະຄວາມກວ້າງຂອງ patch, c ສະແດງເຖິງຄວາມໄວຂອງແສງ, \(\gamma_{r}\) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຂອງ dielectric ຂອງ substrate. . , \(\gamma_{reff }\) ເປັນຕົວແທນຂອງຄ່າ dielectric ທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງຈຸດຮັງສີ, \(\Delta L\) ສະແດງເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຈຸດ. ເສົາອາກາດ backplane ໄດ້ຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດໃນຂັ້ນຕອນທີສອງ, ເພີ່ມແບນວິດ impedance ເຖິງວ່າຈະມີແບນວິດ impedance ຕ່ໍາຫຼາຍຂອງ 10 dB. ໃນຂັ້ນຕອນທີສາມ, ຕໍາແຫນ່ງ feeder ໄດ້ຖືກຍ້າຍໄປທາງຂວາ, ເຊິ່ງປັບປຸງແບນວິດ impedance ແລະການຈັບຄູ່ impedance ຂອງເສົາອາກາດທີ່ສະເຫນີ. ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ເສົາອາກາດສະແດງໃຫ້ເຫັນແບນວິດປະຕິບັດການທີ່ດີເລີດຂອງ 4 GHz ແລະຍັງກວມເອົາ spectrum ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz ໃນ 5G. ຂັ້ນຕອນທີສີ່ແລະຂັ້ນຕອນສຸດທ້າຍກ່ຽວຂ້ອງກັບ etching ຮ່ອງສີ່ຫຼ່ຽມມົນຢູ່ໃນແຈກົງກັນຂ້າມຂອງຈຸດ radiation ໄດ້. ສະລັອດຕິງນີ້ຂະຫຍາຍແບນວິດ 4.56 GHz ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພື່ອໃຫ້ກວມເອົາ sub-6 GHz 5G spectrum ຈາກ 3.11 GHz ຫາ 7.67 GHz, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3b. ມຸມເບິ່ງດ້ານຫນ້າແລະທາງລຸ່ມຂອງການອອກແບບທີ່ສະເຫນີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3a, ແລະຕົວກໍານົດການອອກແບບທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ຕ້ອງການສຸດທ້າຍມີດັ່ງນີ້: SL = 40 mm, Pw = 18 mm, PL = 18 mm, gL = 12 mm, fL = 11. mm, fW = 4 .7 mm, c1 = 2 mm, c2 = 9.65 mm, c3 = 1.65 mm.
(a) ມຸມເບິ່ງດ້ານເທິງ ແລະດ້ານຫຼັງຂອງເສົາອາກາດດ່ຽວທີ່ອອກແບບມາ (CST STUDIO SUITE 2019). (b) S-parameter curve.
Metasurface ແມ່ນຄຳສັບທີ່ໝາຍເຖິງອາເຣແຕ່ລະໄລຍະຂອງເຊລໜ່ວຍທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນໄລຍະຫ່າງທີ່ແນ່ນອນຈາກກັນ. Metasurfaces ເປັນວິທີທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການປັບປຸງການປະຕິບັດລັງສີຂອງເສົາອາກາດ, ລວມທັງແບນວິດ, ການໄດ້ຮັບ, ແລະການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO. ເນື່ອງຈາກອິດທິພົນຂອງການແຜ່ກະຈາຍຄື້ນພື້ນຜິວ, metasurfaces ສ້າງ resonances ເພີ່ມເຕີມທີ່ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບເສົາອາກາດ39. ວຽກງານນີ້ສະເຫນີຫນ່ວຍບໍລິການ epsilon-negative metamaterial (MM) ທີ່ປະຕິບັດງານຢູ່ໃນແຖບ 5G ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz. MM ທີ່ມີພື້ນທີ່ຫນ້າດິນຂອງ 8mm × 8mm ໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ໃນ substrate Rogers 5880 ການສູນເສຍຕ່ໍາທີ່ມີ dielectric ຄົງທີ່ຂອງ 2.2 ແລະຄວາມຫນາຂອງ 1.575mm. Patch MM resonator ທີ່ດີທີ່ສຸດປະກອບດ້ວຍວົງແຫວນແຍກພາຍໃນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບສອງວົງແຫວນນອກທີ່ຖືກດັດແປງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4a. ຮູບທີ 4a ສະຫຼຸບຕົວກໍານົດການທີ່ດີທີ່ສຸດສຸດທ້າຍຂອງການຕິດຕັ້ງ MM ທີ່ສະເຫນີ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຊັ້ນ metasurface 40 × 40 ມມແລະ 80 × 80 ມມໄດ້ຖືກພັດທະນາໂດຍບໍ່ມີ backplane ທອງແດງແລະມີ backplane ທອງແດງໂດຍໃຊ້ 5 × 5 ແລະ 10 × 10 cell arrays, ຕາມລໍາດັບ. ໂຄງປະກອບການ MM ທີ່ສະເຫນີໄດ້ຖືກສ້າງແບບຈໍາລອງໂດຍໃຊ້ຊອບແວສ້າງແບບຈໍາລອງແມ່ເຫຼັກ 3D "CST studio suite 2019". ຮູບແບບຕົ້ນແບບ fabricated ຂອງໂຄງສ້າງ MM array ທີ່ສະເຫນີແລະການຕິດຕັ້ງການວັດແທກ (dual-port network analyzer PNA and waveguide port) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4b ເພື່ອກວດສອບຜົນການຈໍາລອງ CST ໂດຍການວິເຄາະການຕອບສະຫນອງຕົວຈິງ. ການຕັ້ງຄ່າການວັດແທກໄດ້ໃຊ້ເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ Agilent PNA series ໂດຍປະສົມກັບຕົວອະແດັບເຕີ coaxial waveguide ສອງຕົວ (A-INFOMW, ເລກສ່ວນ: 187WCAS) ເພື່ອສົ່ງ ແລະຮັບສັນຍານ. ຕົ້ນແບບ 5×5 array ໄດ້ຖືກວາງໄວ້ລະຫວ່າງສອງຕົວແປງສັນຍານ coaxial waveguide ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສາຍ coaxial ກັບຕົວວິເຄາະເຄືອຂ່າຍສອງພອດ (Agilent PNA N5227A). ຊຸດການປັບທຽບ Agilent N4694-60001 ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປັບຕົວວິເຄາະເຄືອຂ່າຍໃນໂຮງງານທົດລອງ. ຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍຂອງ simulated ແລະ CST ສັງເກດເຫັນຂອງ prototype MM array ທີ່ສະເຫນີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5a. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າໂຄງສ້າງ MM ທີ່ສະເຫນີ resonates ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ 5G ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz. ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍໃນແບນວິດຂອງ 10 dB, ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງແລະການທົດລອງແມ່ນຄ້າຍຄືກັນຫຼາຍ. ຄວາມຖີ່ resonant, bandwidth, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງ resonance ສັງເກດເຫັນແມ່ນແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍຈາກ simulated, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5a. ຄວາມແຕກຕ່າງເຫຼົ່ານີ້ລະຫວ່າງຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສັງເກດແລະຈໍາລອງແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຄວາມບໍ່ສົມບູນແບບໃນການຜະລິດ, ການເກັບກູ້ຂະຫນາດນ້ອຍລະຫວ່າງຕົ້ນແບບແລະທ່າເຮືອ waveguide, ຜົນກະທົບທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງພອດ waveguide ແລະອົງປະກອບຂອງອາເລ, ແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການວັດແທກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການຈັດວາງທີ່ເຫມາະສົມຂອງຕົ້ນແບບທີ່ພັດທະນາລະຫວ່າງທ່າເຮືອ waveguide ໃນການຕິດຕັ້ງແບບທົດລອງອາດຈະເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງ resonance. ນອກຈາກນັ້ນ, ສິ່ງລົບກວນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນໄລຍະການປັບຕົວ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຜົນໄດ້ຮັບຂອງຕົວເລກແລະການວັດແທກ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ນອກເຫນືອຈາກຄວາມຫຍຸ້ງຍາກເຫຼົ່ານີ້, ຕົວແບບ MM array ທີ່ສະເຫນີປະຕິບັດໄດ້ດີເນື່ອງຈາກການເຊື່ອມໂຍງທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງການຈໍາລອງແລະການທົດລອງ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການສື່ສານໄຮ້ສາຍ sub-6 GHz 5G.
(a) ເລຂາຄະນິດຂອງໜ່ວຍ (S1 = 8 mm, S2 = 7 mm, S3 = 5 mm, f1, f2, f4 = 0.5 mm, f3 = 0.75 mm, h1 = 0.5 mm, h2 = 1.75 mm) (CST STUDIO SUITE) ) 2019) (b) ຮູບພາບຂອງການຕິດຕັ້ງການວັດແທກ MM.
(a) ການຈໍາລອງແລະການກວດສອບເສັ້ນໂຄ້ງຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍຂອງຕົ້ນແບບ metamaterial. (b) ເສັ້ນໂຄ້ງຄົງທີ່ຂອງ Dielectric ຂອງຕາລາງຫົວໜ່ວຍ MM.
ຕົວກໍານົດການປະສິດທິພາບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງເຊັ່ນ: ຄົງທີ່ dielectric ປະສິດທິພາບ, permeability ສະນະແມ່ເຫຼັກ, ແລະດັດຊະນີ refractive ໄດ້ຖືກສຶກສາໂດຍໃຊ້ການກໍ່ສ້າງໃນເຕັກນິກຫລັງການປຸງແຕ່ງຂອງ simulator ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ CST ເພື່ອວິເຄາະພຶດຕິກໍາຂອງຈຸລັງຫນ່ວຍ MM ເພີ່ມເຕີມ. ຕົວກໍານົດການ MM ທີ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນໄດ້ຮັບຈາກຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍໂດຍໃຊ້ວິທີການຟື້ນຟູທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ສົມຜົນຄ່າສໍາປະສິດການສົ່ງຕໍ່ແລະການສະທ້ອນຕໍ່ໄປນີ້: (3) ແລະ (4) ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກໍານົດດັດຊະນີ refractive ແລະ impedance (ເບິ່ງ 40).
ພາກສ່ວນທີ່ແທ້ຈິງແລະຈິນຕະນາການຂອງຕົວປະຕິບັດການແມ່ນສະແດງໂດຍ (.)' ແລະ (.)” ຕາມລໍາດັບ, ແລະຄ່າ integer m ກົງກັບດັດຊະນີ refractive ທີ່ແທ້ຈິງ. ຄົງທີ່ຂອງ Dielectric ແລະ permeability ແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍສູດ \(\varepsilon { } = { }n/z,\) ແລະ \(\mu = nz\), ເຊິ່ງແມ່ນອີງໃສ່ impedance ແລະດັດຊະນີ refractive, ຕາມລໍາດັບ. ເສັ້ນໂຄ້ງຄົງທີ່ dielectric ທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງ MM ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5b. ຢູ່ທີ່ຄວາມຖີ່ resonant, ຄົງທີ່ dielectric ປະສິດທິພາບແມ່ນເປັນລົບ. ຮູບ 6a,b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄ່າສະກັດຂອງ permeability ປະສິດທິພາບ (μ) ແລະດັດຊະນີ refractive ປະສິດທິພາບ (n) ຂອງຈຸລັງຫນ່ວຍທີ່ສະເຫນີ. ໂດຍສະເພາະແມ່ນ, permeabilities ສະກັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນມູນຄ່າທີ່ແທ້ຈິງໃນທາງບວກຢູ່ໃກ້ກັບສູນ, ເຊິ່ງຢືນຢັນຄຸນສົມບັດ epsilon-negative (ENG) ຂອງໂຄງສ້າງ MM ທີ່ສະເຫນີ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6a, resonance ຢູ່ permeability ໃກ້ກັບສູນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງແຂງແຮງກັບຄວາມຖີ່ resonant. ຈຸລັງຫນ່ວຍພັດທະນາມີດັດຊະນີສະທ້ອນທາງລົບ (ຮູບ 6b), ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ MM ທີ່ສະເຫນີສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງການປະຕິບັດຂອງເສົາອາກາດ21,41.
ຕົ້ນແບບທີ່ພັດທະນາແລ້ວຂອງເສົາອາກາດບໍລະອົດແບນອັນດຽວໄດ້ຖືກຜະລິດເພື່ອທົດລອງທົດລອງອອກແບບທີ່ສະເໜີມາ. ຕົວເລກ 7a,b ສະແດງຮູບພາບຂອງເສົາອາກາດດຽວຕົ້ນແບບທີ່ສະເຫນີ, ພາກສ່ວນໂຄງສ້າງຂອງມັນແລະການຕິດຕັ້ງການວັດແທກໃກ້ພາກສະຫນາມ (SATIMO). ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບເສົາອາກາດ, metasurface ພັດທະນາໄດ້ຖືກຈັດໃສ່ໃນຊັ້ນພາຍໃຕ້ເສົາອາກາດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 8a, ມີຄວາມສູງ h. ແຜ່ນໂລຫະສອງຊັ້ນຂະໜາດ 40mm x 40mm ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ກັບດ້ານຫຼັງຂອງເສົາອາກາດດ່ຽວໃນໄລຍະຫ່າງ 12mm. ນອກຈາກນັ້ນ, metasurface ທີ່ມີ backplane ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງເສົາອາກາດດຽວຢູ່ໃນໄລຍະ 12 ມມ. ຫຼັງຈາກການນໍາໃຊ້ metasurface, ເສົາອາກາດດຽວສະແດງໃຫ້ເຫັນການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການປະຕິບັດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1 ແລະ 2. ຮູບ 8 ແລະ 9. ຮູບ 8b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຈໍາລອງແລະການວັດແທກຈຸດສະທ້ອນແສງສໍາລັບເສົາອາກາດດຽວໂດຍບໍ່ມີແລະ metasurfaces. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າແຖບການຄຸ້ມຄອງຂອງເສົາອາກາດທີ່ມີ metasurface ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບແຖບການຄຸ້ມຄອງຂອງເສົາອາກາດທີ່ບໍ່ມີ metasurface. ຕົວເລກ 9a,b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປຽບທຽບຂອງການຈໍາລອງແລະສັງເກດເຫັນການຮັບສາຍອາກາດດຽວແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມໂດຍບໍ່ມີການແລະກັບ MS ໃນສະເປກຂອງການດໍາເນີນງານ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບເສົາອາກາດທີ່ບໍ່ແມ່ນ metasurface, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງເສົາອາກາດ metasurface ໄດ້ຖືກປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 5.15 dBi ເປັນ 8 dBi. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ metasurface ຊັ້ນດຽວ, metasurface ສອງຊັ້ນ, ແລະເສົາອາກາດດຽວກັບ metasurface backplane ເພີ່ມຂຶ້ນ 6 dBi, 6.9 dBi, ແລະ 8 dBi ຕາມລໍາດັບ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ metasurfaces ອື່ນໆ (MCs ຊັ້ນດຽວແລະສອງຊັ້ນ), ການໄດ້ຮັບຂອງເສົາອາກາດ metasurface ດຽວກັບ backplane ທອງແດງແມ່ນສູງເຖິງ 8 dBi. ໃນກໍລະນີນີ້, metasurface ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວສະທ້ອນ, ຫຼຸດຜ່ອນການຮັງສີກັບຄືນໄປບ່ອນຂອງເສົາອາກາດແລະການຈັດການຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນໄລຍະ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຮັງສີຂອງເສົາອາກາດແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງໄດ້ຮັບ. ການສຶກສາປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງເສົາອາກາດດຽວທີ່ບໍ່ມີແລະກັບ metasurfaces ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 9b. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດທີ່ມີແລະບໍ່ມີ metasurface ແມ່ນເກືອບຄືກັນ. ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ, ປະສິດທິພາບເສົາອາກາດຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍ. ເສັ້ນໂຄ້ງການໄດ້ຮັບ ແລະປະສິດທິພາບການທົດລອງ ແລະ simulated ແມ່ນຢູ່ໃນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມີຄວາມແຕກຕ່າງເລັກນ້ອຍລະຫວ່າງຜົນການຈໍາລອງແລະການທົດສອບເນື່ອງຈາກຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານການຜະລິດ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ການວັດແທກ, ການສູນເສຍການເຊື່ອມຕໍ່ພອດ SMA, ແລະການສູນເສຍສາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດແລະ MS reflector ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງຊ່ອງຫວ່າງ nylon, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາອື່ນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສັງເກດເຫັນເມື່ອທຽບກັບຜົນການຈໍາລອງ.
ຮູບ (a) ສະແດງເສົາອາກາດດຽວທີ່ສໍາເລັດແລະອົງປະກອບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງມັນ. (b) ການຕັ້ງຄ່າການວັດແທກພື້ນທີ່ໃກ້ (SATIMO).
(a) ການກະຕຸ້ນເສົາອາກາດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງສະທ້ອນພື້ນຜິວ (CST STUDIO SUITE 2019). (b) ການຈໍາລອງແລະການທົດລອງການສະທ້ອນຂອງເສົາອາກາດດຽວໂດຍບໍ່ມີແລະກັບ MS.
ການຈໍາລອງແລະການວັດແທກຜົນຂອງ (a) ບັນລຸໄດ້ແລະ (b) ປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງເສົາອາກາດຜົນກະທົບ metasurface ສະເຫນີ.
ການວິເຄາະຮູບແບບ Beam ໂດຍໃຊ້ MS. ການວັດແທກພື້ນທີ່ໃກ້ເສົາອາກາດດຽວໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທົດລອງໃກ້ພາກສະຫນາມ SATIMO ຂອງຫ້ອງທົດລອງລະບົບພື້ນທີ່ໃກ້ຂອງ UKM SATIMO. ຕົວເລກ 10a, b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບແບບການຈໍາລອງແລະສັງເກດຂອງ E-plane ແລະ H-plane radiation ຢູ່ທີ່ 5.5 GHz ສໍາລັບເສົາອາກາດດຽວທີ່ມີແລະບໍ່ມີ MS. ເສົາອາກາດດຽວທີ່ໄດ້ຮັບການພັດທະນາ (ໂດຍບໍ່ມີ MS) ສະຫນອງຮູບແບບການຮັງສີສອງທິດທາງທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄ່າຂອງ lobe ຂ້າງ. ຫຼັງຈາກນໍາໃຊ້ຕົວສະທ້ອນ MS ທີ່ສະເຫນີ, ເສົາອາກາດສະຫນອງຮູບແບບການຮັງສີ unidirectional ແລະຫຼຸດຜ່ອນລະດັບຂອງ lobes ດ້ານຫລັງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 10a, b. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າຮູບແບບການຮັງສີເສົາອາກາດດຽວທີ່ສະເຫນີແມ່ນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍແລະ unidirectional ກັບ lobes ດ້ານຫລັງຕ່ໍາຫຼາຍໃນເວລາທີ່ການນໍາໃຊ້ metasurface ກັບ backplane ທອງແດງ. ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MM array ທີ່ສະເຫນີຈະຫຼຸດຜ່ອນການກັບຄືນໄປບ່ອນແລະດ້ານຂ້າງຂອງເສົາອາກາດໃນຂະນະທີ່ປັບປຸງການປະຕິບັດລັງສີໂດຍການນໍາກະແສໄຟຟ້າໃນທິດທາງ unidirectional (ຮູບ 10a, b), ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມການໄດ້ຮັບແລະທິດທາງ. ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າຮູບແບບການຮັງສີຂອງການທົດລອງແມ່ນເກືອບທຽບເທົ່າກັບການຈໍາລອງ CST, ແຕ່ແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍເນື່ອງຈາກການຈັດລຽງຂອງອົງປະກອບປະກອບຕ່າງໆ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ການວັດແທກ, ແລະການສູນເສຍສາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, spacer nylon ໄດ້ຖືກໃສ່ລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະ MS reflector, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາອື່ນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສັງເກດເຫັນເມື່ອທຽບກັບຜົນໄດ້ຮັບຕົວເລກ.
ຮູບແບບການຮັງສີຂອງເສົາອາກາດດຽວທີ່ຖືກພັດທະນາ (ໂດຍບໍ່ມີ MS ແລະດ້ວຍ MS) ທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງ 5.5 GHz ໄດ້ຖືກຈໍາລອງແລະທົດສອບ.
ເລຂາຄະນິດຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເໜີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11 ແລະປະກອບມີສີ່ເສົາອາກາດດຽວ. ສີ່ອົງປະກອບຂອງເສົາອາກາດ MIMO ແມ່ນຖືກຈັດລຽງຕາມທາງຂວາງຕໍ່ກັນຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີຂະຫນາດ 80 × 80 × 1.575 ມມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11. ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກອອກແບບມີໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງອົງປະກອບຂອງ 22 ມມ, ເຊິ່ງນ້ອຍກວ່າສາຍອາກາດ MIMO. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງອົງປະກອບທີ່ໃກ້ຄຽງທີ່ສຸດຂອງເສົາອາກາດ. ເສົາອາກາດ MIMO ພັດທະນາ. ນອກຈາກນັ້ນ, ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຍົນພື້ນດິນແມ່ນຕັ້ງຢູ່ໃນລັກສະນະດຽວກັນກັບເສົາອາກາດດຽວ. ຄ່າສະທ້ອນແສງຂອງເສົາອາກາດ MIMO (S11, S22, S33, ແລະ S44) ທີ່ສະແດງໃນຮູບ 12a ສະແດງໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກໍາດຽວກັນກັບເສົາອາກາດອົງປະກອບດຽວທີ່ສະທ້ອນຢູ່ໃນແຖບ 3.2–7.6 GHz. ດັ່ງນັ້ນ, ແບນວິດ impedance ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ແມ່ນຄືກັນກັບເສົາອາກາດດຽວ. ຜົນກະທົບຂອງການເຊື່ອມລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ແມ່ນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບການສູນເສຍແບນວິດຂະຫນາດນ້ອຍຂອງເສົາອາກາດ MIMO. ຮູບ 12b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ກັນກ່ຽວກັບອົງປະກອບ MIMO, ບ່ອນທີ່ຄວາມໂດດດ່ຽວທີ່ດີທີ່ສຸດລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ໄດ້ຖືກກໍານົດ. ຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງເສົາອາກາດ 1 ແລະ 2 ແມ່ນຕໍ່າສຸດຢູ່ທີ່ປະມານ -13.6 dB, ແລະຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງເສົາອາກາດ 1 ແລະ 4 ແມ່ນສູງສຸດປະມານ -30.4 dB. ເນື່ອງຈາກຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍແລະແບນວິດກວ້າງກວ່າ, ເສົາອາກາດ MIMO ນີ້ມີລາຍຮັບຕ່ໍາແລະອັດຕາການສົ່ງຜ່ານຕ່ໍາ. insulation ແມ່ນຕ່ໍາ, ສະນັ້ນການເພີ່ມທະວີການ reinforcement ແລະ insulation ແມ່ນຈໍາເປັນ;
ກົນໄກການອອກແບບຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີ (a) ມຸມເບິ່ງເທິງແລະ (b) ຍົນພື້ນດິນ. (CST Studio Suite 2019).
ການຈັດລຽງທາງເລຂາຄະນິດແລະວິທີການຕື່ນເຕັ້ນຂອງເສົາອາກາດ metasurface MIMO ທີ່ສະເຫນີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 13a. ມາຕຣິກເບື້ອງ 10x10 ມມ ທີ່ມີຂະໜາດ 80x80x1.575 ມມ ຖືກອອກແບບມາສໍາລັບດ້ານຫຼັງຂອງເສົາອາກາດ MIMO ສູງ 12 ມມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 13a. ນອກຈາກນັ້ນ, metasurfaces ກັບ backplanes ທອງແດງແມ່ນມີຈຸດປະສົງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນເສົາອາກາດ MIMO ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງເຂົາເຈົ້າ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ metasurface ແລະເສົາອາກາດ MIMO ແມ່ນສໍາຄັນເພື່ອບັນລຸຜົນກໍາໄລສູງໃນຂະນະທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການລົບກວນການກໍ່ສ້າງລະຫວ່າງຄື້ນທີ່ສ້າງໂດຍເສົາອາກາດແລະສິ່ງທີ່ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຈາກ metasurface ໄດ້. ການສ້າງແບບຈໍາລອງຢ່າງກວ້າງຂວາງໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມສູງລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະ metasurface ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາມາດຕະຖານຂອງຄື້ນໄຕມາດສໍາລັບການເພີ່ມສູງສຸດແລະຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO. ການປັບປຸງທີ່ສໍາຄັນໃນການປະຕິບັດເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ບັນລຸໄດ້ໂດຍການນໍາໃຊ້ metasurfaces ກັບ backplanes ເມື່ອທຽບກັບ metasurfaces ທີ່ບໍ່ມີ backplanes ຈະສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນບົດຕໍ່ມາ.
(a) ການຕິດຕັ້ງການຈໍາລອງ CST ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີໂດຍໃຊ້ MS (CST STUDIO SUITE 2019), (b) ເສັ້ນໂຄ້ງສະທ້ອນຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ພັດທະນາໂດຍບໍ່ມີ MS ແລະດ້ວຍ MS.
ການສະທ້ອນຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ມີແລະບໍ່ມີ metasurfaces ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 13b, ບ່ອນທີ່ S11 ແລະ S44 ຖືກນໍາສະເຫນີເນື່ອງຈາກພຶດຕິກໍາທີ່ເກືອບຄືກັນຂອງເສົາອາກາດທັງຫມົດໃນລະບົບ MIMO. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າ -10 dB impedance bandwidth ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ໂດຍບໍ່ມີແລະມີ metasurface ດຽວແມ່ນເກືອບຄືກັນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ແບນວິດ impedance ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີໄດ້ຖືກປັບປຸງໂດຍ MS ສອງຊັ້ນແລະ backplane MS. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າບໍ່ມີ MS, ເສົາອາກາດ MIMO ໃຫ້ແບນວິດສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ 81.5% (3.2-7.6 GHz) ທຽບກັບຄວາມຖີ່ສູນກາງ. ການເຊື່ອມໂຍງ MS ກັບ backplane ເພີ່ມແບນວິດ impedance ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີເປັນ 86.3% (3.08–7.75 GHz). ເຖິງແມ່ນວ່າ MS ສອງຊັ້ນຈະເພີ່ມການສົ່ງຕໍ່, ການປັບປຸງແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ MS ທີ່ມີ backplane ທອງແດງ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, MC ສອງຊັ້ນເພີ່ມຂະຫນາດຂອງເສົາອາກາດ, ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງມັນ, ແລະຈໍາກັດຂອບເຂດຂອງມັນ. ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ອອກແບບມາແລະຕົວສະທ້ອນ metasurface ແມ່ນ fabricated ແລະກວດສອບການກວດສອບຜົນການຈໍາລອງແລະປະເມີນການປະຕິບັດຕົວຈິງ. ຮູບ 14a ສະແດງຊັ້ນ MS fabricated ແລະ MIMO ເສົາອາກາດທີ່ມີອົງປະກອບຕ່າງໆປະກອບ, ໃນຂະນະທີ່ຮູບ 14b ສະແດງຮູບຖ່າຍຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ພັດທະນາ. ເສົາອາກາດ MIMO ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງສຸດຂອງ metasurface ໂດຍໃຊ້ສີ່ spacers nylon, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 14b. ຮູບທີ 15a ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາບຖ່າຍຂອງການຕິດຕັ້ງແບບທົດລອງໃກ້ໆສະໜາມຂອງລະບົບເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ພັດທະນາແລ້ວ. ເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ PNA (Agilent Technologies PNA N5227A) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄາດຄະເນຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍ ແລະເພື່ອປະເມີນ ແລະກໍານົດລັກສະນະການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງລະບົບພື້ນທີ່ໃກ້ຂອງ UKM SATIMO.
(a) ຮູບພາບຂອງການວັດແທກໃກ້ພາກສະຫນາມ SATIMO (b) ການຈໍາລອງແລະການທົດລອງເສັ້ນໂຄ້ງຂອງເສົາອາກາດ S11 MIMO ມີແລະບໍ່ມີ MS.
ພາກນີ້ສະເຫນີການສຶກສາປຽບທຽບຂອງຕົວກໍານົດການ S-simulated ແລະສັງເກດເຫັນຂອງເສົາອາກາດ 5G MIMO ທີ່ສະເຫນີ. ຮູບທີ 15b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການສະທ້ອນຂອງການທົດລອງຂອງເສົາອາກາດ 4 ອົງປະກອບ MIMO MS ແລະປຽບທຽບມັນກັບຜົນການຈໍາລອງ CST. ການສະທ້ອນຂອງການທົດລອງໄດ້ຖືກພົບເຫັນຄືກັນກັບການຄິດໄລ່ CST, ແຕ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍເນື່ອງຈາກຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານການຜະລິດແລະຄວາມທົນທານຂອງການທົດລອງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສະທ້ອນທີ່ສັງເກດເຫັນຂອງຕົ້ນແບບ MIMO ທີ່ສະເຫນີໃຫ້ກວມເອົາ 5G spectrum ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz ກັບແບນວິດ impedance ຂອງ 4.8 GHz, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ 5G ເປັນໄປໄດ້. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມຖີ່ resonant ວັດແທກ, ແບນວິດ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງຂວາງແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍຈາກຜົນການຈໍາລອງ CST. ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງການຜະລິດ, ການສູນເສຍການເຊື່ອມຂອງ coax-to-SMA, ແລະການຕັ້ງຄ່າການວັດແທກພາຍນອກສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກແລະການຈໍາລອງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເຫຼົ່ານີ້, MIMO ທີ່ສະເຫນີປະຕິບັດໄດ້ດີ, ສະຫນອງຂໍ້ຕົກລົງທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງການຈໍາລອງແລະການວັດແທກ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໄຮ້ສາຍ sub-6 GHz 5G.
ເສັ້ນໂຄ້ງຮັບສາຍອາກາດ MIMO ທີ່ໄດ້ຈຳລອງ ແລະ ສັງເກດໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2 ແລະ 2. ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 16a,b ແລະ 17a,b, ຕາມລໍາດັບ, ການໂຕ້ຕອບເຊິ່ງກັນແລະກັນຂອງອົງປະກອບ MIMO ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ. ເມື່ອ metasurfaces ຖືກນໍາໃຊ້ກັບເສົາອາກາດ MIMO, ການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງເສົາອາກາດ MIMO ແມ່ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ພື້ນທີ່ໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ຕິດກັນ S12, S14, S23 ແລະ S34 ສະແດງໃຫ້ເຫັນເສັ້ນໂຄ້ງທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ໃນຂະນະທີ່ເສົາອາກາດ MIMO ເສັ້ນຂວາງ S13 ແລະ S42 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໂດດດ່ຽວສູງເຊັ່ນດຽວກັນເນື່ອງຈາກໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງພວກມັນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ລັກສະນະການສົ່ງສັນຍານແບບຈໍາລອງຂອງເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ຕິດກັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 16a. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າໃນຂອບເຂດປະຕິບັດງານ 5G ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz, ການໂດດດ່ຽວຕໍາ່ສຸດທີ່ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ໂດຍບໍ່ມີ metasurface ແມ່ນ -13.6 dB, ແລະສໍາລັບ metasurface ກັບ backplane - 15.5 dB. ແຜນຜັງທີ່ໄດ້ຮັບ (ຮູບ 16a) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ backplane metasurface ປັບປຸງຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບເສົາອາກາດ MIMO ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ metasurfaces ດຽວແລະສອງຊັ້ນ. ໃນອົງປະກອບເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ຕິດກັນ, metasurfaces ຊັ້ນດຽວແລະສອງຊັ້ນສະຫນອງການໂດດດ່ຽວຕໍາ່ສຸດທີ່ປະມານ -13.68 dB ແລະ -14.78 dB, ແລະ metasurface backplane ທອງແດງໃຫ້ປະມານ -15.5 dB.
ເສັ້ນໂຄ້ງໂດດດ່ຽວຂອງອົງປະກອບ MIMO ໂດຍບໍ່ມີຊັ້ນ MS ແລະດ້ວຍຊັ້ນ MS: (a) S12, S14, S34 ແລະ S32 ແລະ (ຂ) S13 ແລະ S24.
ເສັ້ນໂຄ້ງທີ່ໄດ້ຮັບການທົດລອງຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເໜີໂດຍບໍ່ມີ ແລະດ້ວຍ: (a) S12, S14, S34 ແລະ S32 ແລະ (b) S13 ແລະ S24.
ພື້ນທີ່ຮັບສາຍອາກາດທາງຂວາງ MIMO ກ່ອນ ແລະຫຼັງຈາກເພີ່ມຊັ້ນ MS ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 16b. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າການແຍກຕໍາ່ສຸດທີ່ລະຫວ່າງເສົາອາກາດທາງຂວາງໂດຍບໍ່ມີ metasurface (ເສົາອາກາດ 1 ແລະ 3) ແມ່ນ - 15.6 dB ໃນທົ່ວສະເປກຂອງການດໍາເນີນງານ, ແລະ metasurface ກັບ backplane ແມ່ນ - 18 dB. ວິທີການ metasurface ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຜົນກະທົບການເຊື່ອມລະຫວ່າງເສົາອາກາດ MIMO ຂວາງ. insulation ສູງສຸດສໍາລັບ metasurface ຊັ້ນດຽວແມ່ນ -37 dB, ໃນຂະນະທີ່ສໍາລັບ metasurface ສອງຊັ້ນມູນຄ່ານີ້ຫຼຸດລົງເຖິງ -47 dB. ຄວາມໂດດດ່ຽວສູງສຸດຂອງແຜ່ນໂລຫະທີ່ມີ backplane ທອງແດງແມ່ນ −36.2 dB, ເຊິ່ງຫຼຸດລົງພ້ອມກັບລະດັບຄວາມຖີ່ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ metasurfaces ຊັ້ນດຽວແລະສອງຊັ້ນໂດຍບໍ່ມີ backplane, metasurfaces ກັບ backplane ສະຫນອງຄວາມໂດດດ່ຽວທີ່ເຫນືອກວ່າໃນທົ່ວຂອບເຂດຄວາມຖີ່ປະຕິບັດງານທີ່ຕ້ອງການ, ໂດຍສະເພາະໃນຂອບເຂດ 5G ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 16a, b. ໃນແຖບ 5G ທີ່ນິຍົມແລະໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz (3.5 GHz), metasurfaces ດຽວແລະສອງຊັ້ນມີຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ຕ່ໍາກວ່າ metasurfaces ກັບ backplanes ທອງແດງ (ເກືອບບໍ່ມີ MS) (ເບິ່ງຮູບ 16a), b). ການວັດແທກການໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 17a, b, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໂດດດ່ຽວຂອງເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງ (S12, S14, S34 ແລະ S32) ແລະເສົາອາກາດທາງຂວາງ (S24 ແລະ S13), ຕາມລໍາດັບ. ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກຕົວເລກເຫຼົ່ານີ້ (ຮູບ 17a, b), ການໂດດດ່ຽວໃນການທົດລອງລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ຕົກລົງເຫັນດີກັບການໂດດດ່ຽວແບບຈໍາລອງ. ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມແຕກຕ່າງເລັກນ້ອຍລະຫວ່າງຄ່າ CST ທີ່ມີການຈໍາລອງແລະການວັດແທກເນື່ອງຈາກຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານການຜະລິດ, ການເຊື່ອມຕໍ່ພອດ SMA ແລະການສູນເສຍສາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດແລະ MS reflector ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງຊ່ອງຫວ່າງ nylon, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາອື່ນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສັງເກດເຫັນເມື່ອທຽບກັບຜົນການຈໍາລອງ.
ໄດ້ສຶກສາການແຜ່ກະຈາຍຂອງພື້ນຜິວໃນປະຈຸບັນຢູ່ທີ່ 5.5 GHz ເພື່ອສົມເຫດສົມຜົນບົດບາດຂອງ metasurfaces ໃນການຫຼຸດຜ່ອນການສົມທົບເຊິ່ງກັນແລະກັນໂດຍຜ່ານການສະກັດກັ້ນຄື້ນພື້ນຜິວ42. ການແຜ່ກະຈາຍຂອງຫນ້າດິນຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 18, ບ່ອນທີ່ເສົາອາກາດ 1 ຖືກຂັບເຄື່ອນແລະສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງເສົາອາກາດຖືກຢຸດດ້ວຍການໂຫຼດ 50 ohm. ເມື່ອເສົາອາກາດ 1 ມີການເໜັງຕີງ, ກະແສເຊື່ອມຕໍ່ເຊິ່ງກັນແລະກັນທີ່ສຳຄັນຈະປາກົດຢູ່ເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ຕິດກັນຢູ່ທີ່ 5.5 GHz ໃນເມື່ອບໍ່ມີຕົວແປ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 18a. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໂດຍຜ່ານການນໍາໃຊ້ metasurfaces, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 18b-d, ການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງເສົາອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງໄດ້ຖືກປັບປຸງ. ມັນຄວນຈະສັງເກດເຫັນວ່າຜົນກະທົບຂອງການເຊື່ອມໂຍງເຊິ່ງກັນແລະກັນຂອງທົ່ງນາທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງສາມາດຖືກຫຼຸດຜ່ອນລົງໂດຍການແຜ່ກະຈາຍຂອງ coupling ໃນປະຈຸບັນກັບແຫວນທີ່ຢູ່ຕິດກັນຂອງຈຸລັງຫນ່ວຍແລະຈຸລັງຫນ່ວຍ MS ທີ່ຕິດກັນຕາມຊັ້ນ MS ໃນທິດທາງຕ້ານການຂະຫນານ. ການສີດກະແສຈາກເສົາອາກາດທີ່ແຈກຢາຍໄປຫາຫນ່ວຍງານ MS ແມ່ນວິທີການທີ່ສໍາຄັນໃນການປັບປຸງການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO. ດັ່ງນັ້ນ, ປະຈຸບັນ coupling ລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະການໂດດດ່ຽວຍັງໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເນື່ອງຈາກວ່າພາກສະຫນາມ coupling ໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອົງປະກອບ, ທອງແດງ backplane metasurface isolates ການປະກອບເສົາອາກາດ MIMO ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຫຼາຍກ່ວາ metasurfaces ດຽວແລະສອງຊັ້ນ (ຮູບ 18d). ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ພັດທະນາແລ້ວມີການຂະຫຍາຍພັນດ້ານຫຼັງແລະການຂະຫຍາຍພັນດ້ານຂ້າງຕໍ່າຫຼາຍ, ຜະລິດຮູບແບບການຮັງສີ unidirectional, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຜົນປະໂຫຍດຂອງສາຍອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີ.
ຮູບແບບປະຈຸບັນຂອງພື້ນຜິວຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີຢູ່ທີ່ 5.5 GHz (a) ໂດຍບໍ່ມີ MC, (b) MC ຊັ້ນດຽວ, (c) MC ຊັ້ນສອງຊັ້ນ, ແລະ (d) MC ຊັ້ນດຽວທີ່ມີ backplane ທອງແດງ. (CST Studio Suite 2019).
ພາຍໃນຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການ, ຮູບ 19a ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນປະໂຫຍດຈໍາລອງແລະສັງເກດເຫັນຂອງເສົາອາກາດ MIMO ອອກແບບໂດຍບໍ່ມີແລະມີ metasurfaces. ຜົນຮັບຂອງສາຍອາກາດ MIMO ທີ່ບັນລຸໄດ້ແບບຈໍາລອງທີ່ບໍ່ມີ metasurface ແມ່ນ 5.4 dBi, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 19a. ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງຄູ່ຮ່ວມກັນລະຫວ່າງອົງປະກອບຂອງ MIMO, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີຕົວຈິງບັນລຸ 0.25 dBi ສູງກວ່າເສົາອາກາດດຽວ. ການເພີ່ມເຕີມຂອງ metasurfaces ສາມາດສະຫນອງຜົນປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນແລະຄວາມໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດ metasurface MIMO ທີ່ໄດ້ສະເຫນີສາມາດບັນລຸຜົນຮັບທີ່ຮັບຮູ້ໄດ້ສູງເຖິງ 8.3 dBi. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 19a, ເມື່ອ metasurface ດຽວຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງເສົາອາກາດ MIMO, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ 1.4 dBi. ເມື່ອ metasurface ເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ 2.1 dBi, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 19a. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງສູງສຸດທີ່ຄາດໄວ້ຂອງ 8.3 dBi ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໃນເວລາທີ່ການນໍາໃຊ້ metasurface ກັບ backplane ທອງແດງ. ໂດຍສະເພາະ, ຜົນປະໂຫຍດສູງສຸດທີ່ບັນລຸໄດ້ສໍາລັບ metasurface ຊັ້ນດຽວແລະສອງຊັ້ນແມ່ນ 6.8 dBi ແລະ 7.5 dBi, ຕາມລໍາດັບ, ໃນຂະນະທີ່ການບັນລຸສູງສຸດສໍາລັບ metasurface ຊັ້ນລຸ່ມແມ່ນ 8.3 dBi. ຊັ້ນ metasurface ຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງເສົາອາກາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວສະທ້ອນແສງ, ສະທ້ອນລັງສີຈາກດ້ານຫຼັງຂອງເສົາອາກາດ ແລະ ປັບປຸງອັດຕາສ່ວນໜ້າຫາຫຼັງ (F/B) ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ອອກແບບມາ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MS ທີ່ມີ impedance ສູງ manipulates ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນໄລຍະ, ດັ່ງນັ້ນການສ້າງ resonance ເພີ່ມເຕີມແລະການປັບປຸງປະສິດທິພາບ radiation ຂອງສາຍອາກາດ MIMO ສະເຫນີ. ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MS ທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ຫລັງເສົາອາກາດ MIMO ສາມາດເພີ່ມຜົນປະໂຫຍດທີ່ບັນລຸໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຈາກຜົນການທົດລອງ. ຜົນປະໂຫຍດທີ່ສັງເກດເຫັນແລະການຈໍາລອງຂອງສາຍອາກາດ MIMO ຕົ້ນແບບທີ່ພັດທະນາແມ່ນເກືອບຄືກັນ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນບາງຄວາມຖີ່, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການວັດແທກແມ່ນສູງກວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ simulated, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບ MIMO ທີ່ບໍ່ມີ MS; ການປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ໃນການໄດ້ຮັບການທົດລອງແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຄວາມທົນທານຂອງການວັດແທກຂອງແຜ່ນ nylon, ການສູນເສຍສາຍ, ແລະ coupling ໃນລະບົບເສົາອາກາດ. ການວັດແທກສູງສຸດຂອງສາຍອາກາດ MIMO ໂດຍບໍ່ມີການ metasurface ແມ່ນ 5.8 dBi, ໃນຂະນະທີ່ metasurface ກັບ backplane ທອງແດງແມ່ນ 8.5 dBi. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າລະບົບເສົາອາກາດ 4-port MIMO ທີ່ມີເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MS ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນປະໂຫຍດສູງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງການທົດລອງແລະຕົວເລກ.
ການຈໍາລອງແລະຜົນການທົດລອງຂອງ (a) ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບັນລຸໄດ້ແລະ (b) ການປະຕິບັດໂດຍລວມຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີທີ່ມີຜົນກະທົບ metasurface.
ຮູບທີ 19b ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປະຕິບັດໂດຍລວມຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ສະເຫນີໂດຍບໍ່ມີແລະມີຕົວສະທ້ອນ metasurface. ໃນຮູບ 19b, ປະສິດທິພາບຕ່ໍາສຸດໂດຍໃຊ້ MS ກັບ backplane ແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 73% (ຫຼຸດລົງເຖິງ 84%). ປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກພັດທະນາໂດຍບໍ່ມີ MC ແລະກັບ MC ແມ່ນເກືອບດຽວກັນກັບຄວາມແຕກຕ່າງເລັກນ້ອຍເມື່ອທຽບກັບຄ່າຈໍາລອງ. ເຫດຜົນສໍາລັບການນີ້ແມ່ນຄວາມທົນທານຕໍ່ການວັດແທກແລະການນໍາໃຊ້ spacers ລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະ MS reflector. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການວັດແທກທີ່ບັນລຸໄດ້ແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມໃນທົ່ວຄວາມຖີ່ທັງຫມົດແມ່ນເກືອບຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນການຈໍາລອງ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການປະຕິບັດຂອງຕົ້ນແບບ MIMO ທີ່ສະເຫນີແມ່ນເປັນໄປຕາມທີ່ຄາດໄວ້ແລະເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ແນະນໍາແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການສື່ສານ 5G. ເນື່ອງຈາກຄວາມຜິດພາດໃນການສຶກສາທົດລອງ, ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຜົນໄດ້ຮັບໂດຍລວມຂອງການທົດລອງໃນຫ້ອງທົດລອງແລະຜົນໄດ້ຮັບຂອງການຈໍາລອງ. ການປະຕິບັດຂອງຕົ້ນແບບທີ່ສະເຫນີແມ່ນໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກ impedance mismatch ລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະ SMA connector, ການສູນເສຍສາຍ coaxial splice, ຜົນກະທົບ soldering, ແລະຄວາມໃກ້ຊິດຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆໃນການຕິດຕັ້ງທົດລອງ.
ຮູບທີ 20 ອະທິບາຍເຖິງຄວາມຄືບໜ້າຂອງການອອກແບບ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດດັ່ງກ່າວໃນຮູບແບບຂອງແຜນວາດບລັອກ. ແຜນຜັງບລັອກນີ້ໃຫ້ຄໍາອະທິບາຍຂັ້ນຕອນໂດຍຂັ້ນຕອນຂອງຫຼັກການການອອກແບບເສົາອາກາດ MIMO, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຕົວກໍານົດການທີ່ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການເພີ່ມປະສິດທິພາບເສົາອາກາດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນປະໂຫຍດສູງທີ່ຕ້ອງການແລະຄວາມໂດດດ່ຽວສູງໃນໄລຍະຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານທີ່ກວ້າງຂວາງ.
ການວັດແທກເສົາອາກາດ MIMO ໃກ້ພາກສະຫນາມໄດ້ຖືກວັດແທກຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມການທົດລອງ SATIMO Near-Field Experimental ຢູ່ທີ່ຫ້ອງທົດລອງ UKM SATIMO Near-Field Systems. ຕົວເລກ 21a,b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບແບບການຈໍາລອງແລະສັງເກດຂອງ E-plane ແລະ H-plane radiation ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ອ້າງວ່າມີແລະບໍ່ມີ MS ທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການ 5.5 GHz. ໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການຂອງ 5.5 GHz, ເສົາອາກາດທີ່ບໍ່ແມ່ນ MS MIMO ພັດທະນາໃຫ້ຮູບແບບການ radiation bidirectional ທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄ່າຂອງ lobe ຂ້າງ. ຫຼັງຈາກນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MS, ເສົາອາກາດສະຫນອງຮູບແບບການຮັງສີ unidirectional ແລະຫຼຸດຜ່ອນລະດັບຂອງ lobes ດ້ານຫລັງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 21a, b. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າໂດຍການນໍາໃຊ້ metasurface ກັບ backplane ທອງແດງ, ຮູບແບບເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີແມ່ນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະ unidirectional ຫຼາຍກ່ວາບໍ່ມີ MS, ມີແສກຂ້າງຕ່ໍາຫຼາຍ. ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MM array ທີ່ສະເຫນີຈະຫຼຸດຜ່ອນການກັບຄືນໄປບ່ອນແລະຂ້າງຂອງເສົາອາກາດແລະຍັງປັບປຸງຄຸນລັກສະນະຂອງຮັງສີໂດຍການນໍາກະແສໄຟຟ້າໃນທິດທາງ unidirectional (ຮູບ 21a, b), ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມການໄດ້ຮັບແລະທິດທາງ. ຮູບແບບລັງສີທີ່ວັດແທກໄດ້ແມ່ນໄດ້ຮັບສໍາລັບພອດ 1 ດ້ວຍການໂຫຼດ 50 ohm ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບພອດທີ່ຍັງເຫຼືອ. ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າຮູບແບບການຮັງສີຂອງການທົດລອງແມ່ນເກືອບຄ້າຍຄືກັນກັບສິ່ງທີ່ຈໍາລອງໂດຍ CST, ເຖິງແມ່ນວ່າມີບາງຂໍ້ບິດເບືອນເນື່ອງຈາກອົງປະກອບທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ, ການສະທ້ອນຈາກພອດຢູ່ປາຍຍອດ, ແລະການສູນເສຍໃນການເຊື່ອມຕໍ່ສາຍເຄເບີ້ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຊ່ອງຫວ່າງ nylon ໄດ້ຖືກໃສ່ລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ MS, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາອື່ນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສັງເກດເຫັນເມື່ອທຽບກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄາດຄະເນ.
ຮູບແບບການຮັງສີຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກພັດທະນາ (ໂດຍບໍ່ມີ MS ແລະດ້ວຍ MS) ຢູ່ທີ່ຄວາມຖີ່ 5.5 GHz ໄດ້ຖືກຈໍາລອງແລະທົດສອບ.
ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າການໂດດດ່ຽວຂອງພອດແລະຄຸນລັກສະນະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນໃນເວລາທີ່ການປະເມີນການປະຕິບັດຂອງລະບົບ MIMO. ການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ສະເຫນີ, ລວມທັງ envelope correlation coefficient (ECC) ແລະການໄດ້ຮັບຄວາມຫຼາກຫຼາຍ (DG), ໄດ້ຖືກກວດສອບເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມທົນທານຂອງລະບົບເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກອອກແບບ. ECC ແລະ DG ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະເມີນການປະຕິບັດຂອງມັນຍ້ອນວ່າພວກມັນເປັນລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງການປະຕິບັດຂອງລະບົບ MIMO. ພາກສ່ວນຕໍ່ໄປນີ້ຈະລາຍລະອຽດລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຂອງເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີ.
Envelope Correlation Coefficient (ECC). ເມື່ອພິຈາລະນາລະບົບ MIMO ໃດ, ECC ກໍານົດລະດັບທີ່ອົງປະກອບຂອງອົງປະກອບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດສະເພາະຂອງມັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ECC ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງລະດັບຂອງການໂດດດ່ຽວຊ່ອງທາງໃນເຄືອຂ່າຍການສື່ສານໄຮ້ສາຍ. ECC (ຕົວຄູນຄວາມສຳພັນຂອງຊອງຈົດໝາຍ) ຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ພັດທະນາແລ້ວສາມາດກຳນົດໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ພາລາມິເຕີ S ແລະການປ່ອຍອາຍພິດໃນພື້ນທີ່ໄກ. ຈາກ Eq. (7) ແລະ (8) ECC ຂອງສາຍອາກາດ MIMO 31 ທີ່ສະເຫນີສາມາດຖືກກໍານົດ.
ຄ່າສໍາປະສິດການສະທ້ອນແມ່ນສະແດງໂດຍ Sii ແລະ Sij ເປັນຕົວແທນຂອງຄ່າສໍາປະສິດສາຍສົ່ງ. ຮູບແບບການຮັງສີສາມມິຕິຂອງເສົາອາກາດ j-th ແລະ i-th ແມ່ນໃຫ້ໂດຍສຳນວນ \(\vec{R}_{j} \left( {\theta ,\varphi } \right)\) ແລະ \( \vec {{R_{ i } }} ມຸມແຂງສະແດງໂດຍ \left( {\theta ,\varphi } \right)\) ແລະ \({\Omega }\). ເສັ້ນໂຄ້ງ ECC ຂອງເສົາອາກາດທີ່ສະເຫນີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 22a ແລະຄ່າຂອງມັນແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ 0.004, ເຊິ່ງແມ່ນຕໍ່າກວ່າຄ່າທີ່ຍອມຮັບໄດ້ຂອງ 0.5 ສໍາລັບລະບົບໄຮ້ສາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ມູນຄ່າ ECC ທີ່ຫຼຸດລົງຫມາຍຄວາມວ່າລະບົບ 4-port MIMO ທີ່ສະເຫນີໃຫ້ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ສູງກວ່າ 43.
Diversity Gain (DG) DG ແມ່ນຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ MIMO ອື່ນທີ່ອະທິບາຍວ່າລະບົບຄວາມຫຼາກຫຼາຍມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ກຳລັງລັງສີ. ຄວາມສໍາພັນ (9) ກໍານົດ DG ຂອງລະບົບເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ຖືກພັດທະນາ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນ 31.
ຮູບ 22b ສະແດງແຜນວາດ DG ຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ສະເຫນີ, ບ່ອນທີ່ຄ່າ DG ແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບ 10 dB. ຄ່າ DG ຂອງເສົາອາກາດທັງຫມົດຂອງລະບົບ MIMO ທີ່ຖືກອອກແບບແມ່ນເກີນ 9.98 dB.
ຕາຕະລາງ 1 ປຽບທຽບເສົາອາກາດ MIMO metasurface ທີ່ສະເໜີມາກັບລະບົບ MIMO ທີ່ຄ້າຍຄືກັນທີ່ພັດທະນາເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້. ການປຽບທຽບຈະພິຈາລະນາຕົວກໍານົດການປະຕິບັດຕ່າງໆ, ລວມທັງແບນວິດ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ, ການໂດດດ່ຽວສູງສຸດ, ປະສິດທິພາບໂດຍລວມ, ແລະການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍ. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນໍາສະເຫນີຕົວແບບເສົາອາກາດ MIMO ຕ່າງໆທີ່ມີເຕັກນິກການເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະການໂດດດ່ຽວໃນ 5, 44, 45, 46, 47. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວຽກງານທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ລະບົບ MIMO ທີ່ສະເຫນີທີ່ມີຕົວສະທ້ອນແສງ metasurface ດີກວ່າພວກເຂົາໃນແງ່ຂອງແບນວິດ, ການໄດ້ຮັບ, ແລະການໂດດດ່ຽວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບສາຍອາກາດທີ່ຄ້າຍຄືກັນທີ່ລາຍງານ, ລະບົບ MIMO ທີ່ພັດທະນາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ເຫນືອກວ່າແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມໃນຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າເສົາອາກາດທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນພາກ 5.46 ມີຄວາມໂດດດ່ຽວສູງກວ່າເສົາອາກາດທີ່ສະເຫນີຂອງພວກເຮົາ, ເສົາອາກາດເຫຼົ່ານີ້ທົນທຸກຈາກຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່, ການເພີ່ມຕ່ໍາ, ແບນວິດແຄບ, ແລະການປະຕິບັດ MIMO ທີ່ບໍ່ດີ. ເສົາອາກາດ 4-port MIMO ທີ່ສະເຫນີໃນ 45 ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນປະໂຫຍດແລະປະສິດທິພາບສູງ, ແຕ່ການອອກແບບຂອງມັນມີຄວາມໂດດດ່ຽວຕ່ໍາ, ຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະການປະຕິບັດຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ບໍ່ດີ. ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ລະບົບສາຍອາກາດຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສະເຫນີໃນ 47 ມີກໍາໄລແລະແບນວິດທີ່ຕໍ່າຫຼາຍ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບ 4-port MIMO ທີ່ສະເຫນີຂອງພວກເຮົາມີຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍ, ເພີ່ມຂຶ້ນສູງ, ການໂດດດ່ຽວສູງແລະການປະຕິບັດທີ່ດີກວ່າ MIMO. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດ metasurface MIMO ທີ່ສະເຫນີສາມາດກາຍເປັນຄູ່ແຂ່ງທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບລະບົບການສື່ສານ 5G sub-6 GHz.
ມີສີ່ພອດຕົວສະທ້ອນແສງເມຕາຊູເຟດທີ່ອີງໃສ່ສາຍອາກາດກວ້າງ MIMO ທີ່ມີການຮັບສູງແລະການໂດດດ່ຽວແມ່ນສະເໜີໃຫ້ຮອງຮັບແອັບພລິເຄຊັ່ນ 5G ຕ່ຳກວ່າ 6 GHz. ເສັ້ນ microstrip feeds ພາກສ່ວນ radiating ເປັນສີ່ຫລ່ຽມ, ເຊິ່ງຖືກຕັດອອກດ້ວຍສີ່ຫຼ່ຽມມົນຢູ່ມຸມຂວາງ. ການສະເໜີ MS ແລະ antenna emitter ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນວັດສະດຸ substrate ທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບ Rogers RT5880 ເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດໃນລະບົບການສື່ສານ 5G ຄວາມໄວສູງ. ເສົາອາກາດ MIMO ມີລະດັບຄວາມກວ້າງແລະການເພີ່ມສູງ, ແລະສະຫນອງການແຍກສຽງລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO ແລະປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດ. ເສົາອາກາດດ່ຽວທີ່ພັດທະນາແລ້ວມີຂະໜາດນ້ອຍ 0.58?0.58?0.02? ດ້ວຍ 5 × 5 metasurface array, ສະຫນອງແບນວິດປະຕິບັດການກວ້າງ 4.56 GHz, ເພີ່ມສູງສຸດ 8 dBi ແລະປະສິດທິພາບການວັດແທກທີ່ດີກວ່າ. ເສົາອາກາດ MIMO ສີ່ພອດທີ່ສະເຫນີ (2 × 2 array) ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍການວາງສາຍທາງຂວາງຂອງແຕ່ລະເສົາອາກາດດຽວທີ່ສະເຫນີກັບເສົາອາກາດອື່ນທີ່ມີຂະຫນາດ 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ. ມັນແນະນໍາໃຫ້ປະກອບອາເລ 10 × 10 MM ພາຍໃຕ້ເສົາອາກາດ MIMO ສູງ 12 ມມ, ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການຮັງສີກັບຄືນໄປບ່ອນແລະຫຼຸດຜ່ອນການເຊື່ອມຕົວເຊິ່ງກັນແລະກັນລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການໄດ້ຮັບແລະການໂດດດ່ຽວ. ຜົນການທົດລອງແລະການຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຄື່ອງຕົ້ນແບບ MIMO ທີ່ຖືກພັດທະນາສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ກວ້າງ 3.08-7.75 GHz, ກວມເອົາ 5G spectrum ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີຂອງ MS ປັບປຸງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ 2.9 dBi, ບັນລຸການເພີ່ມສູງສຸດ 8.3 dBi, ແລະສະຫນອງການແຍກທີ່ດີເລີດ (> 15.5 dB) ລະຫວ່າງອົງປະກອບ MIMO, ການກວດສອບການປະກອບສ່ວນຂອງ MS. ນອກຈາກນັ້ນ, ເສົາອາກາດ MIMO ທີ່ສະເຫນີແມ່ນມີປະສິດທິພາບສະເລ່ຍສູງ 82% ແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງອົງປະກອບຕ່ໍາ 22 ມມ. ເສົາອາກາດສະແດງປະສິດທິພາບຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ MIMO ທີ່ດີເລີດລວມທັງ DG ສູງຫຼາຍ (ຫຼາຍກວ່າ 9.98 dB), ECC ຕ່ໍາຫຼາຍ (ຫນ້ອຍກວ່າ 0.004) ແລະຮູບແບບການຮັງສີ unidirectional. ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນການຈໍາລອງ. ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຢືນຢັນວ່າລະບົບເສົາອາກາດ MIMO ສີ່ພອດທີ່ພັດທະນາແລ້ວສາມາດເປັນທາງເລືອກທີ່ມີປະໂຫຍດສໍາລັບລະບົບການສື່ສານ 5G ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງ sub-6 GHz.
Cowin ສາມາດສະຫນອງ 400-6000MHz wideband ເສົາອາກາດ PCB, ແລະສະຫນັບສະຫນູນການອອກແບບເສົາອາກາດໃຫມ່ຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງທ່ານ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ຫາພວກເຮົາໂດຍບໍ່ມີການ hesitation ຖ້າທ່ານມີຄໍາຮ້ອງຂໍໃດໆ.
ເວລາປະກາດ: ຕຸລາ-10-2024