Integrating Connected Arrays as Isolation Enhancement Structures in MIMO Antenna Systems

Abstract

هوائيات متعددة-المدخلات-متعددة-المخرجات (MIMO) تستخدم الآن في في الجيل الرابع (4G) وسوف تستخدم أيضاً في أنظمة اتصالات الجيل الخامس (5G). لتحقيق أنظمة هوائيات MIMO على جهة أبراج الاتصالات لا يوجد أي تحديات بسبب توفر المساحة الزائدة، لكن في جهة الموبايل، هي معضلة حقيقية بسبب قيود الحجم. عندما نضع أنظمة هوائيات MIMO في الموبايل، بسبب صغر المسافة بين الهوائيات، يظهر اقتران متبادل بينهم مما يُضعف من أدائهم. في هذا العمل، هوائيات PIFA مست ٍو وأحادي القطب تم تصميمهم وفق ترتيب هوائيات MIMO. اثنان من أنظمة هوائيات MIMO تحتوي على 4-عناصر تعمل على نطاق تردد 2.1 جيجاهيرتز لتطبيقات الجيل الرابع 4G LTE بلوح أبعاده 100×60×0.8 مليميتر مكعب. التصاميم المقترحة هي مضغوطة الحجم، وذات تركيب هوائيات مست ٍو متعددة الاستخدامات في هواتف الموبايل الذكية والأجهزة اللاسلكية المحمولة. علاوة على ذلك، قدمنا تراكيب تحسين العزل بين أنظمة هوائيات MIMO مضبوبة على نح ٍو متراص وجعلهم أيضاً يعملون كمصفوفة هوائيات مبنية على مفهوم مصفوفات الهوائيات المتصلة خطياً (CAA) لتطبيقات الجيل الخامس (5G). هذا التشغيل مزدوج الوظائف لـCAA منفرد ولم يتم إنجازه من قبل مطلقاً. هذه المصفوفات توفر عملية إشعاع على تردد 12.5 جيجاهيرتز مع خصائص واسعة النطاق. أخيراً، نظام هوائيات 4G/5G المدمج تم تصميمه على مادة RO4350 بأبعاد 100×60×0.76 مليميتر مكعب وهي تغطي نطاق 5G من 12.17 إلى 12.75 جيجاهيرتز بنطاق عرضه أكثر من 500 ميجاهيرتز، قوة توجيهية بمقدار 8 ديسيبل وبكفاءة 80%.