Mavzu: 5g sotali aloqa tarmog`ida planar antennalarni qo`llash munadarija kirish I bob. Mobil radiotelefon aloqasi haqida umumiy tushunchalar

II BOB. 5G TO`LQINLI ILOVALARDA KENG POLOSALI PLANAR ANTENNALARNI ISHLATISH
2.1.§ Keng polosali planar antennani tatbiq etish
Planar antennalar kichik o'lchamlari, past ishlab chiqarish xarajati va portativ qurilmalar uchun qulay integratsiya ­tufayli ko'plab mikroto'lqinli va mm-to'lqinli ilovalar uchun so'nggi yillarda katta e'tibor qozondi . mm-to'lqin chastotalarida kichik to'lqin uzunligi antenna dizaynerlari uchun 5G aloqa tizimlari uchun ixcham va samarali antennalarni loyihalashda afzallik hisoblanadi. Bundan tashqari, jismonan kichik o'lchamli, ammo samarali ishlashi uchun elektr jihatidan etarlicha katta bo'lgan antennalarni loyihalash haqiqatdir . Biroq, mikroto'lqinli chastotalar bilan solishtirganda mm-to'lqinli chastotalarda yo'qotishlar yuqori, shuning uchun dizayn muhandislari yo'qotishlarni minimallashtirish va yuqori radiatsiya samaradorligiga erishish uchun substratni diqqat bilan tanlashlari kerak. Bundan tashqari, kislorod molekulalarining yutilishi tufayli mm to'lqin chastotalarida tarqalish yo'qolishi yuqori. Ushbu muammoni bartaraf etish uchun yuqori daromadli antennalar talab qilinadi va ulardan biri 4-avlod (4G) aloqa tizimlarining tez o'sishi bilan ko'plab tadqiqotlar jamiyatlar va sanoatlar endi kelajakdagi 5-avlod (5G) aloqa tizimlariga e'tibor qaratmoqda. Kelgusi 5G aloqa tizimi keng diapazonda barqaror ma'lumotlar uzatish tajribasini namoyish etishi kutilmoqda. Hozirda 28, 38 va 60 gigagertsli chastota diapazonlarida litsenziyalanmagan spektrni ajratish bilan, o'tkazish qobiliyatining oshishi tufayli arzon infratuzilma bilan yuqori ma'lumotlar tezligini boshqarish mumkin. Biroq, ilgari xabar qilingan millimetrli to'lqinli (mm-to'lqinli) kanallarning yo'qotish modellari yuqori tarmoqli kengligi va yuqori daromadni ta'minlaydigan va ixcham bo'lishi kerak bo'lgan antenna tizimini loyihalash zarurligini ko'rsatadi daromadni oshirish usullari antenna massivlarini loyihalashdir. Ilgari ko'plab tadqiqotchilar 5G aloqa tizimlari uchun turli xil antenna massivlarining dizaynlarini taqdim etishganda , yuqori tezlikdagi mm-to'lqinli aloqa tizimlari uchun dielektrik rezonator (DR) yuklangan 1 x 4 substratli integratsiyalangan to'lqin qo'llanmasi (SIW) antenna qatori taqdim etildi. Yuqori metall qatlamdan ishlangan H shaklidagi uzunlamasına tirqishga ikkita bo'lak DR qo'yildi. Massiv elementlarini oziqlantirish uchun 50 P SIW o'tish qatlamiga mikrostrip substratning boshqa tomoniga joylashtirildida 28 gigagertsli 5G aloqa tizimlari uchun zich dielektrik (DD) patch antenna majmuasi dizayni taqdim etildi. 1 dan 4 gacha Wilkinson quvvat ajratgichi to'rtta elementga asoslangan dumaloq shakldagi yamoq massivlarini oziqlantirish uchun ishlatilgan. Radiatsiya xususiyatlarini yaxshilash uchun elektromagnit tarmoqli oralig'i (EBG) tuzilishiga asoslangan er tekisligidan foydalanildi va daromadni yaxshilash uchun massiv ustidagi superstrat qo'llanildi. [ 7 ] da 60 gigagertsli ilovalar uchun stacked patch antenna array tuzilishi ishlab chiqilgan. Taqdim etilgan bitta antennali element uch xil qatlamdan iborat. O'rnatilgan shox bilan diafragma bilan bog'langan patch antenna texnikasidan foydalanilgan. [ 8 ] da mualliflar, shuningdek, 60 gigagertsli 5G aloqa tizimlari uchun ketma-ket oziqlanadigan diafragma bilan bog'langan patch antenna majmuasini taqdim etdilar.
[ 9 ] da 28 gigagertsli chastota diapazoni uchun SIW asosidagi antenna qatori dizayni taqdim etildi. Loyihalashtirilgan massiv uchta qatlamdan iborat edi: birinchi qatlam keng polosali teng bo'lmagan oziqlantirish tarmog'idan iborat; ikkinchi qatlam uchinchi qatlamda ishlab chiqilgan radiatsiya elementlarini qo'zg'atish uchun ishlatiladigan ulash tirqishlaridan iborat edi. Keng polosali ishlashga erishish uchun ikkinchi va uchinchi qatlamlar orasiga joylashtirilgan bo'shliq qatlamidan foydalanilgan. Taqdim etilgan konfiguratsiyadan foydalanib, mualliflar past o'zaro ­qutblanish va past yon lob darajalari (SLL) bilan maksimal 13,97 dBi daromadga erishdilar. [ 10 ] da 5G aloqa tizimlari uchun yangi keng polosali magnit-elektrik (ME) 1 x 4 dipol antenna massivi ishlab chiqilgan va taqdim etilgan. Massivning yagona elementi vilkalar shaklidagi bosilgan tizma bo'shlig'i to'lqin o'tkazgichga ulangan tirqish yordamida hayajonlangan ME dipolidan iborat edi. Daromadni oshirish uchun dipol elementi oldida gorizontal ravishda uch qatlamli bo'linadigan halqali rezonatorlardan (SRRs) iborat bo'lgan meta-linzalar ishlatilgan. O'lchangan natijalar shuni ko'rsatdiki, antenna 26,5 va 38,3 gigagertsli chastotalar oralig'ida ishlaydi va u >15 dBi o'lchangan daromadni taklif qildi. [ 11 ] da keng polosali mm-to'lqinli uyasi antenna qatori 5G aloqa tizimlari uchun mo'ljallangan edi. Ikki antenna massivlari yuqori daromad va MIMO xususiyatlarini amalga oshirish uchun mo'ljallangan. Har bir qator ketma-ket oziqlantirish tarmog'i yordamida oziqlanadigan uchta antenna elementidan iborat edi. Daromadni oshirish uchun massivning orqa tomonida EBG reflektori ishlatilgan. Yuqorida keltirilgan antenna dizaynlari keng empedans o'tkazish qobiliyatini va yuqori daromadni ta'minlasa-da, ularning dizayn konfiguratsiyasi kattaligi tufayli aloqa qurilmalarida ulardan foydalanish cheklangan.Yuqorida aytib o'tilgan muammoni bartaraf etish uchun ba'zi tadqiqotchilar turli 5G chastota diapazonlari uchun ixcham planar antenna massivlarini ishlab chiqdilar. [ 12 ] da koʻp tarmoqli mm-toʻlqinli ilovalar uchun Franklin chiziqli massivi kontseptsiyasiga asoslangan ikki oʻlchovli (2-D) massiv taqdim etildi. Loyihalashtirilgan massiv mos ravishda 13,5 dBi, 8,33 dBi va 9,58 dBi daromad qiymatlari bilan 28 gigagertsli, 33 gigagertsli va 38 gigagertsli chastotalarda uch diapazonli javobga ega edi. [ 13 ] da , 28 gigagertsli chastota diapazoni uchun o'rnatilgan to'rtburchaklar patch antenna qatori taqdim etildi. Keng empedans tarmoqli kengligi va yuqori daromadga erishish uchun har bir radiatsiya elementining yuqori qismida parazit yamoq ishlatilgan. Bundan tashqari, antenna elementlari orasidagi yuqori izolyatsiyaga erishish uchun ketma-ket ikkita massiv elementlari bir-biriga perpendikulyar joylashtirildi. Bundan tashqari, mualliflar taqdim etilgan konfiguratsiyadan taxminan 20 dBi daromad olishdi. [ 14 ] da keng polosali mm-to'lqinli ilovalar uchun yangi va ixcham antipodal Vivaldi antennasi (AVA) dizayni taqdim etildi. Antenna tuzilishi sakkizta AVA antenna elementidan iborat bo'lib, 1 x 8 T-bo'g'inli quvvat ajratgich yordamida oziqlanadi. Mualliflar 24,55 dan 28,5 gigagertsgacha bo'lgan impedans tarmoqli kengligi va 6,96-11,32 dBi daromadga erishdilar. Antenna elementlari orasidagi izolyatsiyani yaxshilash uchun mualliflar er tekisligidagi tirqishdan foydalanganlar.[ 15 ] da , yuqori daromadli 5G aloqa tizimlari uchun ketma-ket oziqlanadigan to'rt elementli elliptik slotga asoslangan dumaloq patch antenna majmuasi taqdim etildi. Qiziqarli diapazonda ikkita rezonans chastotasiga erishish uchun elliptik uyasi dumaloq yamoq ichida ishlatilgan. Yaqinda Ullah va Tohir [ 16-20 ] 5G aloqa tizimlari uchun turli xil antenna tuzilmalariga ega to'rt elementga asoslangan planar antenna massivlarini ishlab chiqdilar va taqdim etdilar. Ular, shuningdek, har bir massiv elementini hayajonlantirish uchun keng polosali korporativ oziqlantirish tarmog'ini ishlab chiqdilar. Taqdim etilgan dizaynlarida [ 16-18 ] ular massiv elementlari o'rtasida yuqori izolyatsiyani amalga oshirish uchun antenna elementi atrofida o'tkazgichlar devoridan foydalanganlar.