Development Of A Millimeter Wave Eight-Element Phased Array Antenna for 5G Mobile Communications

Authors : Sinan AKŞİMŞEK

Pages : 323-326

Doi:10.31590/ejosat.1018030

View : 23 | Download : 12

Publication Date : 2021-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Beşinci nesil (5G) mobil iletişim sistemleri, mevcut 6 GHz altı frekans bölgesinin yanı sıra spektrumun milimetre dalga (mmDalga) bantlarını da talep ediyor. Hücresel sistemlere mmDalga frekanslarının tahsisi, daha fazla kapasite ve daha hızlı bağlantılar sağlayacaktır. Son birkaç yıldır endüstri ve akademideki kablosuz iletişim toplulukları, yeni ve verimli anten mimarileri geliştirmek için önemli bir araştırma çabası içine girdiler. Yüksek mmDalga yayılma kaybı ve planlanan ağların büyük band genişliği talebi gibi 5G iletişim ortamının zorluklarının üstesinden gelebilecek yepyeni anten yapılarına ihtiyacımız olduğu açık. Bu çalışmada, 5G cep telefonu terminalleri için bir mikroşerit mmDalga anten dizisi geliştirilmiştir. İlk olarak, dikdörtgen yama yapıdaki tek anten elemanı incelenmiştir. Benzetim çalışmaları tam dalga elektromanyetik çözücü ile gerçekleştirilmiştir. Tek anten tasarımı 27.1 GHz – 28.95 GHz frekansları arasında çalışmaktadır. Mikroşerit yaklaşım ile geliştirilen önerilen anten, performanstan ödün vermeden düşük boyut profil özelliği göstermektedir. Anten, haberleşme bandında maksimum ~7.7 dBi kazanç elde etmektedir. Daha sonra, önerilen antenin 8 elemanlı faz dizisi uygulaması analiz edilmiştir. Tasarımda ~λ/2 boşluk bırakılarak düzgün aralıklı lineer dizi yöntemi kullanılmaktadır. Sekiz elemanlı dizi, maksimum toplam kazancı ~ 15 dBi’ye kadar artırmakta, düşük yan lob seviyeleri (YLS) ile ∓50°’ye kadar huzme yönlendirme sağlamaktadır. Ayrıca, önerilen faz dizi tasarımı, 10 mm×48.6 mm×0.51 mm boyutlarında, kompakt ve bu nedenle mmDalga band radyo frekansı entegre devre (RFIC) alıcı-vericileri ile uyumludur.
Keywords : Faz Dizi, Milimetre Dalga Anten, Beşinci Nesil, 5G