Широкосмугова та мікросмугова антена з високим посиленням з використанням планарного серійного масиву 4×2 для системи зв’язку 5G
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285395Ключові слова:
антена, мікросмугова, планарна, серія, решітка, смуга пропускання, посилення, 5G, система зв’язку, високі частотиАнотація
Для системи зв’язку 5G потрібна антена як приймальний пристрій із високою продуктивністю, включаючи широку смугу пропускання та високе посилення. Мікросмугові антени мають такі переваги, як низька вартість, придатність для високих частот і легкість інтеграції з іншими пристроями. Одним з недоліків мікросмугових антен є їх вузька смуга пропускання і малий коефіцієнт підсилення. Тому мікросмугові антени з широкою смугою пропускання та високим коефіцієнтом підсилення особливо необхідні для підтримки систем зв’язку 5G. У цій статті запропоновано мікросмужкову антену з широкою смугою пропускання та високим коефіцієнтом посилення, яка працює на резонансній частоті 3,5 ГГц для системи зв’язку 5G. Запропонована антена була розроблена в чотири етапи, починаючи з одного елемента, двоелементної послідовної решітки, 4-елементної послідовної решітки та 4×2-елементної плоскої послідовної решітки. Для одночасного збільшення коефіцієнта підсилення та смуги пропускання мікросмугової антени запропоновано послідовну планарну решітку. У цьому документі моделювання та вимірювання запропонованої антени відображаються та всебічно порівнюються, щоб показати покращення продуктивності на кожному етапі розробки запропонованої моделі. Виходячи з результатів вимірювань, спроектована антена має смугу пропускання імпедансу 0,6 ГГц і фракційну смугу пропускання 17,14 % з частотним діапазоном 3,11–3,71 ГГц і максимальним посиленням 12,2 дБ на резонансній частоті 3,5 ГГц. Смуга пропускання та посилення антен зросли на 205 % і 99,03 % порівняно з одноелементними антенами відповідно. Тому запропоновану антену можна рекомендувати використовувати як приймальну антену для систем зв’язку 5G
Посилання
- Hobbs, S. (2018). Valuing 5G Spectrum: Valuing the 3.5 GHz and C-Band Frequency Range. Coleago Consulting.
- Hikmaturokhman, A., Ramli, K., Suryanegara, M. (2018). Spectrum Considerations for 5G in Indonesia. 2018 International Conference on ICT for Rural Development (IC-ICTRuDev). doi: https://doi.org/10.1109/icictr.2018.8706874
- Höyhtyä, M., Apilo, O., Lasanen, M. (2018). Review of Latest Advances in 3GPP Standardization: D2D Communication in 5G Systems and Its Energy Consumption Models. Future Internet, 10 (1), 3. doi: https://doi.org/10.3390/fi10010003
- Zhang, G., Basit, A., Khan, M. I., Daraz, A., Saqib, N., Zubir, F. (2023). Multi Frequency Controllable In-Band Suppressions in a Broad Bandwidth Microstrip Filter Design for 5G Wi-Fi and Satellite Communication Systems Utilizing a Quad-Mode Stub-Loaded Resonator. Micromachines, 14 (4), 866. doi: https://doi.org/10.3390/mi14040866
- Tawfeeq, N. N. (2017). Size Reduction and Gain Enhancement of a Microstrip Antenna using Partially Defected Ground Structure and Circular/Cross Slots. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), 7 (2), 894. doi: https://doi.org/10.11591/ijece.v7i2.pp894-898
- Surjati, I., Alam, S., Karnadi, J. (2019). Design of spiral labyrinth microstrip antenna for DVB-T application. TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control), 17 (1), 76. doi: https://doi.org/10.12928/telkomnika.v17i1.11628
- Sandi, E., Rusmono, R., Diamah, A., Vinda, K. (2020). Ultra-wideband Microstrip Array Antenna for 5G Millimeter-wave Applications. Journal of Communications, 15 (2), 198–204. doi: https://doi.org/10.12720/jcm.15.2.198-204
- Liu, J., Liu, H., Dou, X., Tang, Y., Zhang, C., Wang, L. et al. (2021). A Low Profile, Dual-Band, Dual-Polarized Patch Antenna With Antenna-Filter Functions and Its Application in MIMO Systems. IEEE Access, 9, 101164–101171. doi: https://doi.org/10.1109/access.2021.3096969
- Ullah, S., Yeo, W.-H., Kim, H., Yoo, H. (2020). Development of 60-GHz millimeter wave, electromagnetic bandgap ground planes for multiple-input multiple-output antenna applications. Scientific Reports, 10 (1). doi: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65622-9
- Naga Jyothi Sree, G., Nelaturi, S. (2021). Design and experimental verification of fractal based MIMO antenna for lower sub 6-GHz 5G applications. AEU - International Journal of Electronics and Communications, 137, 153797. doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2021.153797
- Tarpara, N. M., Rathwa, R. R., Kotak, N. A. (2018). Design of Slotted Microstrip patch Antenna for 5G Application. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 05 (04). Available at: https://www.academia.edu/37016852/Design_of_Slotted_Microstrip_patch_Antenna_for_5G_Application
- Ali, H., Singh, P., Kumar, S., Goel, T. (2017). A Minkowski fractal ultrawide band antenna for 5G applications. 2017 IEEE International Conference on Antenna Innovations & Modern Technologies for Ground, Aircraft and Satellite Applications (IAIM). doi: https://doi.org/10.1109/iaim.2017.8402541
- Hu, W., Liu, X., Gao, S., Wen, L.-H., Qian, L., Feng, T. et al. (2019). Dual-Band Ten-Element MIMO Array Based on Dual-Mode IFAs for 5G Terminal Applications. IEEE Access, 7, 178476–178485. doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2958745
- An, W., Li, Y., Fu, H., Ma, J., Chen, W., Feng, B. (2018). Low-Profile and Wideband Microstrip Antenna With Stable Gain for 5G Wireless Applications. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 17 (4), 621–624. doi: https://doi.org/10.1109/lawp.2018.2806369
- Cai, Q., Li, Y., Zhang, X., Shen, W. (2019). Wideband MIMO Antenna Array Covering 3.3–7.1 GHz for 5G Metal-Rimmed Smartphone Applications. IEEE Access, 7, 142070–142084. doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2944681
- Alam, S., Surjati, I., Sari, L., Hilyawan, M. R., Zakaria, Z., Shairi, N. A. et al. (2022). Triple Band Notched Microstrip Antenna Using Planar Series 2x2 Element Arrayfor 5G Communication System. Journal of Nano- and Electronic Physics, 14 (1), 01019-1-01019–5. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01019
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Syah Alam, Indra Surjati, Lydia Sari, Yuli Kurnia Ningsih, Suryadi, Galang Trihantoro, Teguh Firmansyah, Zahriladha Zakaria
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
