دانلود ترجمه مقاله آنتن دوقطبی پهن باند و سیستم MIMO سه بعدی آن با فراسطح

1. مقدمه 2. ابعاد آنتن و مکانیزم عملکرد 3. مطالعه پارامتری 4. نتایج و بحث و بررسی 5. نتیجه گیری

چکیده – در اینجا، یک آنتن دوقطبی مغناطیسی الکتریکی (ME) بستر یکپارچه با فراسطح برای کاربردهای 5G/WiMAX/WLAN/X-band MIMO، پیشنهاد می شود. برای ایجاد نسبت ابعادی کم، دوقطبی های الکتریکی تابش یافته، یکپارچه شده با دیواره کوتاه شده در بسترهای چندلایه ای در ارتفاع های مختلف، استفاده می شوند. بخاطر هماهنگی فراساختار و دو قطبی ME، پهن باند دوگانه و بهره بالا، بدست آمده اند. در نتیجه ساختار هشت ضلعی 3 بعدی، ضریب همبستگی پوش (envelope) خوب و عملکرد بازده موثر میانگین بوسیله سیستم آنتن MIMO قابل حصول است. عنصر آنتن می تواند پهنای باند امپدانسی 66.7% (3.1 تا 6.2 گیگاهرتز) با بهره پایدار 7.6±1.5 dBi و پهنای باند امپدانسی 20.3% (7.1 تا 8.7 گیگاهرتز) با بهره 7.4±1.8 dBi برای به ترتیب باندهای پایین و بالا، فراهم کند. اندازه کلی این عنصر 60×60×7.92 mm^3 است. بنابراین، برای ارتباطات 5G/WiMAX/WLAN/X-band MIMO، بسیار مناسب می باشد. مقدمه: با نیاز سریعاً رو به رشد به ارسال داده سرعت بالا و کنار هم قرار گرفتن انواع بسیار مختلفی از شبکه های بی سیم مانند سیستم های 5G/WiMAX/WLAN/X-band سیستم ارتباطات همراه چندفراکنسی و پهن باند، شدیداً لازم می باشد. باندهای فرکانسی زیر 6 گیگاهرتز (3.4 تا 3.6 و 4.8 تا 5 گیگاهرتز)، برای ارتباطات موبایل نسل پنجم در چین از نوامبر 2017، اختصاص داده شده است [1]. بنابراین، مقالات بسیاری در مورد آنتن های پهن باند 5G، در باندهای ذکر شده، ارائه شده است [2-6]. علاوه بر آن، بخاطر مزیت های عالی مانند بهبود ظرفیت کانال، بهبود عملکرد ارسال و دریافت سیگنال ها، چیدمان آنتن های عظیم در یک فضای محدود و غیره، فنآوری MIMO، بطور گسترده ای برای کاربرد 5G مورد مطالعه قرار گرفته است. اخیراً، چندین مقاله مرتبط با آنتن های 5G MIMO، برای گوشی های هوشمند و ایستگاه مبنا (base station) توسط استادان بان و همکاران [2]، لی و همکاران [3]، چن و لوک [7]، لیانگ و همکاران [8] و ژو و همکاران [9]، پیشنهاد شده است. جهت بهبود ظرفیت سیستم، با معرفی چهار آرایه خطی آنتن چهارتایی که در راستای دو لبه بورد مدار سیستم گوشی نصب شده اند، یک آرایه آنتن 16 تایی که در فرکانس 3.5 گیگاهرتز باند C کار می کند، در [4] ارائه شده است. برای ایجاد پوشش سه بعدی (3D)، یک پهن باند، متغیر از 1.77 تا 2.62 گیگاهرتز با مرتب کردن پنج عنصر آنتن دوقطبی ME برروی یک سطح مکعبی، در [7]، حاصل شده است. اما، مقالات اندکی در مورد آنتن MIMO برای ارتباطات 5G/WiMAX/WLAN/X-band MIMO، انجام شده اند که این بخاطر دشواری طراحی در چنین باند عریضی می باشد [10-12].

A substrate integrated magneto-electric (ME) dipole antenna with metasurface is proposed for the 5G/WiMAX/WLAN/X-band MIMO applications. In order to provide a low profile, the radiated electric dipoles integrated with shorted wall are used in the multi-layer substrates at different heights. Owing to the coordination of the metasurface and the ME dipole, dual wideband and high gain have been obtained. As a result of the 3-D hexagonal structure, good envelope correlation coefficient and mean effective gain performance can be achieved by the MIMO antenna system. The antenna element can provide an impedance bandwidth of 66.7% (3.1 - 6.2 GHz) with a stable gain of 7.6 ± 1.5 dBi and an impedance bandwidth of 20.3% (7.1 - 8.7 GHz) with a gain of 7.4 ± 1.8 dBi for the lower and upper bands, respectively. The overall size of the element is 60 × 60 × 7.92 mm 3 . Hence, it is well-suited for the future 5G/WiMAX/WLAN/X-band MIMO communications. Introduction: With the explosive growing need of high-speed data transmission and the coexistence of many different kinds of wireless networks such as the WiMAX/WLAN/X-Band systems, multi-frequency and wideband mobile communication system is in urgent need. The Sub-6GHz frequency bands (3.4–3.6 GHz and 4.8–5 GHz) have been allocated as the fifth generation mobile communication in China since November 2017 [1]. Hence, many literatures about 5G wideband antennas have been reported in the aforementioned bands [2]–[6]. Besides, due to the outstanding advantages such as enhancing channel capacity, improving the performances of transmitting and receiving signals, arranging massive antennas into a limited space and so on, the MIMO technology has been widely studied for 5G application. Recently, several literatures on 5G MIMO antennas for smart phone and base-station have been proposed by Profs. Ban et al. [2], Li et al. [3], Chen and Luk [7], Liang et al. [8], and Zhu et al. [9]. In order to improve the system capacity, by introducing four quad-antenna linear arrays which are disposed along two edges of the system circuit board of the smartphone, a 16-antenna array operated in the 3.5 GHz C-band is presented in [4]. To provide the three-dimensional (3D) coverage, a wideband ranging from 1.77 GHz to 2.62 GHz can be achieved by arranging the five ME dipole antenna elements on a cubic surface in [7]. However, few literatures on the MIMO antenna for 5G/WiMAX/WLAN/X-Band communication have been reported owing to its design difficulty in such a wideband [10]–[12].