5G uygulamaları için üst katman ile kazancı artırılmış çift-beslemeli genişbant MIMO anten sistemi tasarımı
Yükleniyor...
Tarih
2021
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
IEEE
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
In this study, a compact microstrip MIMO antenna system design with broadband for fifth generation (5G) mobile applications, also known as the next generation, is presented. The proposed antenna system consists of two identical log-periodic dipole antennas (LPDA) placed at an angle of 90° to each other. LPDAs, each consisting of 5 element arrays, are designed with Rogers RT5880 dielectric material with a thickness of 0.508mm and a relative permeability of 2.2. The total size of the MIMO antenna system is determined as 20x20 mm2, where each LPDA's size is 4.15x13 mm2. The proposed antenna system offers impedance bandwidth in the 28 GHz resonance and frequency range of 26.2-30.4 GHz. However, an isolation level above 25 dB was achieved without the need for any additional structure between MIMO elements. To increase the gain value, a superstrate with 1.52 mm height and relative permeability of 3 was also added on the MIMO antenna system. Thus, a gain increase of over 50% was achieved for the whole operating band with this superstrate. With this top layer added, an increase of over 50% has been achieved in the recommended antenna gain for the entire operating band. All the designs and simulations in the study were carried out with the moment based HyperLynx 3D EM package program.
Bu çalışmada, gelecek nesil olarak da adlandırılan beşinci nesil (5G) mobil uygulamalarına yönelik genişbantlı kompakt bir mikroşerit MIMO anten sistemi tasarımı sunulmuştur. Önerilen anten sistemi birbirine göre 90° derece açı ile yerleştirilmiş iki özdeş log-periyodik dipol antenden (LPDA) oluşmaktadır. Her birinin 5 elemanlı diziden oluşan LPDA’lar, 0.508mm kalınlık ve 2.2 bağıl geçirgenliği olan Rogers RT5880 dielektrik malzemesi ile tasarlanmıştır. LPDA boyutunun 4.15x13 mm2 olduğu MIMO anten sisteminin toplam boyutu 20x20 mm2 şeklinde belirlenmiştir. Önerilen anten sistemi, 28 GHz rezonansında ve 26.2-30.4 GHz frekans aralığında empedans bant genişliği sunmaktadır. Bununla birlikte, MIMO elemanları arasında herhangi bir ek yapıya ihtiyaç duyulmaksızın 25 dB üzerinde bir izolasyon seviyesi elde edilmiştir. Ayrıca, kazanç değerini arttırmak için 1.52 mm yüksekliğinde ve bağıl geçirgenliği 3 olan bir üst katman MIMO anten sistemine ilave edilmiştir. Eklenen bu üst katman ile önerilen anten kazancında tüm çalışma bandı için %50 üzerinde bir artış elde edilmiştir. Çalışmada yapılan tüm tasarım ve simülasyonlar moment metodu tabanlı HyperLynx 3D EM paket programı aracılığı ile gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışmada, gelecek nesil olarak da adlandırılan beşinci nesil (5G) mobil uygulamalarına yönelik genişbantlı kompakt bir mikroşerit MIMO anten sistemi tasarımı sunulmuştur. Önerilen anten sistemi birbirine göre 90° derece açı ile yerleştirilmiş iki özdeş log-periyodik dipol antenden (LPDA) oluşmaktadır. Her birinin 5 elemanlı diziden oluşan LPDA’lar, 0.508mm kalınlık ve 2.2 bağıl geçirgenliği olan Rogers RT5880 dielektrik malzemesi ile tasarlanmıştır. LPDA boyutunun 4.15x13 mm2 olduğu MIMO anten sisteminin toplam boyutu 20x20 mm2 şeklinde belirlenmiştir. Önerilen anten sistemi, 28 GHz rezonansında ve 26.2-30.4 GHz frekans aralığında empedans bant genişliği sunmaktadır. Bununla birlikte, MIMO elemanları arasında herhangi bir ek yapıya ihtiyaç duyulmaksızın 25 dB üzerinde bir izolasyon seviyesi elde edilmiştir. Ayrıca, kazanç değerini arttırmak için 1.52 mm yüksekliğinde ve bağıl geçirgenliği 3 olan bir üst katman MIMO anten sistemine ilave edilmiştir. Eklenen bu üst katman ile önerilen anten kazancında tüm çalışma bandı için %50 üzerinde bir artış elde edilmiştir. Çalışmada yapılan tüm tasarım ve simülasyonlar moment metodu tabanlı HyperLynx 3D EM paket programı aracılığı ile gerçekleştirilmiştir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
MIMO Communication, 5G Mobile Communication, Antennas, Broadband Antennas, Microwave Antenna Arrays, Gain, Dipole Antennas, Superstrate 5g, Mm-Dalga Anten, Log-Periyodik Dizi, Mimo, Genişbant, Yüksek Kazanç
Kaynak
WoS Q Değeri
N/A
Scopus Q Değeri
N/A
Cilt
Sayı
Künye
Yerlikaya, M., Gultekin, S.S. (2021). Dual-Fed Wideband MIMO Antenna System Design for 5G Applications with Increased Gain with Superstrate. 2021 29th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU).
