5Gワイヤレスアプリケーションのモーダル分析に基づくコンパクトなMIMOアンテナ

この記事では、28 GHzで動作する平面、非角、シリーズ、デュアルエレメントダイポールアレイMimoアンテナを紹介します。初期設計は、シリーズ式アレイを備えたシングルエレメントアンテナです。これらの双極子要素は、形状と距離が不均一です。このダイポールアンテナは、発火した放射線をもたらします。ダイポールアンテナは、その動作のためにJ1モードを興奮させます。さらに、チャネル容量を改善するために、ダイポールアレイはアンテナを3要素のMimoアンテナに拡張します。MIMOアンテナ構造では、J1、J2、およびJ3モードの合計が励起され、28 GHzで共鳴します。この記事では、分離改善のために28 GHzで広い停止帯域特性を持つメタサーフェース構造も提案しています。メタトラスは、長方形の構造で構成されています。障害のある地面とメタストール構造の組み合わせは、MIMO要素間の表面波の結合を抑制します。提案されているアンテナは、26.7〜29.6 GHzの範囲の帯域幅をもたらし、分離改善は21 dBを超え、6.3 dBIのゲインがあります。アンテナは、エンベロープ相関係数、多様性ゲイン、およびチャネル容量の損失の多様性パラメーターで検証されます。

This article presents a planar, non-angular, series-fed, dual-element dipole array MIMO antenna operating at 28 GHz with the metasurface-based isolation improvement technique. The initial design is a single-element antenna with a dual dipole array which is series-fed. These dipole elements are non-uniform in shape and distance. This dipole antenna results in end-fire radiation. The dipole antenna excites the J1 mode for its operation. Further, with the view to improve channel capacity, the dipole array expands the antenna to a three-element MIMO antenna. In the MIMO antenna structure, the sum of the J1, J2, and J3 modes is excited, causing resonance at 28 GHz. This article also proposes a metasurface structure with wide stopband characteristics at 28 GHz for isolation improvement. The metasurface is composed of rectangle-shaped structures. The defected ground and metasurface structure combination suppresses the surface wave coupling among the MIMO elements. The proposed antenna results in a bandwidth ranging from 26.7 to 29.6 GHz with isolation improvement greater than 21 dB and a gain of 6.3 dBi. The antenna is validated with the diversity parameters of envelope correlation coefficient, diversity gain, and channel capacity loss.