Design and Fabrication of a MIMO Antenna System for 4G Wireless Handsets
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
سوف يقوم الجيل الرابع من الاتصالات اللاسلكية والمسمى التطورطويل الأمد بتزويد المستخدم بمعدل ارسال واستقبال بيانات أعلى٬ فاعلية اكبرومعدل تباطىء اقل عن طريق استخدام التكنولوجياالجديدة والمتمثلة فى الاستخدام المتعدد للترددات المتعامدة والشفروالتحميل المتغيروثالثا عن طريق استخدام تكنولوجيا تعدد المدخلات والمخرجات . باقة ٧٠٠ ميغاهرتزسوف يتم استخدامها لأنظمة التطور طويل الأمد بالولايات المتحدة. هناك تحدى حقيقى فى تصميم عدة هوائيات فى أجهزة المحمول لهذه الباقة من الترددات نظرًا لطول موجتها. ان الحاجة لتصميم هوائيات جديدة لأنظمة تعدد المدخلات والمخرجات مع عزل كافى هوالذى سوف يعطى الجيل الرابع قدرته الحقيقية. في هذه الرسالة٬ نقدم هوائى مطبوع فريد من نوعة على شكل ٤ بالانجليزية و يغطى حزمتان من الترددات الراديوية. هذا الهوائى سوف يستخدم على شكل مصفوفة ٢×١ و ٢×٢ لأجهزة متعددة المدخلات والمخرجات. البرنامج المستخدم فى نمذجة هذا الهوائى هو HFSS وقد تم تصميم الهوائى وتعديله ومن ثم طباعته و فحصه فى المختبر المايكروويف فى قسم الهندسة الكهربائية فى الجامعة الملك فهد. برنامج آخر تم استخدامه MATLAB لتحليل النتائج ورسمها بيانيا. ان الهوائى المصمم المصفوفة ٢×١ يعمل بحزمة الترددات ٨١٥ ميغاهرتز و ٢٧٥٠ ميغاهرتز و بسعة dB 6- مقدار ٦٠ ميغاهرتز و ٢٠٠ ميغاهرتز على التوالي. العزل بين الهوائيين كان أكثر من dB6 و dB 11 للحزمتى التردد على التوالي. يجب الاخذ بعين الاعتبار ان المسافة مابين الهوائيين كانت اقل من ١٦⁄١ الطول الموجى. لقد تم تصنيع مصفوفة الهوائيات على لوح من ماركة FR-4 بحجم ١٫٥٦ × ٦٧ × ٥٠ ملم ٣. هذا الحجم أقل ب٣٥٪ من معظم الهوائيات الواردة فى الاعمال السابقة. أما المصفوفة ٢×٢ لنظام تعدد المدخلات والمخرجات والعاملة بحزمة ترددات ٧٠٠ ميغاهرتز فإنها الأول من نوعها فى الاعمال المنشورة عالميا. لقد تم تصنيعها على لوح من ماركة FR-4 بحجم ١٫٥٦ × ١١٠ × ٥٥ ملم ٣. تغطى هذه الهوائيات الترددات ٧٣٤ – ٧٩٠ ميغاهرتز و ٢٣٠٧ – ٢٤٧٥ ميغاهرتز. هذه الحزم هى معمول فيها فى الجيل الرابع للهواتف النقالة والانترنت المتحركة. لقد تم الحصول على عزل بمقدار dB7 لمعظم الهوائيات. عدة طرق لتحسين العزل تم دراستها و تطبيقها لتحسين أداء المصفوفة. لقد تم التوصل ان تحسين أداء العزل محدود لمصفوفة بهذه التقارب مابين عناصرها له حده لا يمكن تجاوزه بالطرق المعهودة. مع ذالك٬ فقد تم مقارنة أداء المصفوفة مع مثيلاتها ممن تم نشرها٬ والأداء فى حزمة التردد ٧٠٠ ميغاهرتز للمصفوفة المطروحة فى هذا العمل لا يوجد لها مقارن.