توسعه دو قطبی آرایه های آنتن برای افزایش داده ها از طریق

هر نوع عنصر ارائه معاملات در پهنای باند، اندازه، انزوا و هزینه تولید است. طرح های مدرن به طور فزاینده ای از فرآیندهای PCB چند لایه برای ادغام عناصر دوگانه قطبی با مدار پرتو سازی استفاده می کنند.

داده ها از طریق تقویت از طریق آرایه های دوگانه-Polarized

انگیزه اولیه برای استقرار آرایه های دوگانه، افزایش قابل توجهی در نفوذ داده ها بدون مصرف طیف اضافی است.این از طریق دو مکانیسم مکمل به دست می آید: تکثیر دامنه قطبی و افزایش MIMO (Multiple-Input Multi-Output) عملکرد.

دانلود بازی Polarization-Domain Multixing

با استفاده از دو قطبیت یاثار به عنوان جریان های فضایی مستقل، یک سیستم دو قطبی سازی می تواند سرعت داده های یک لینک تک قطبی را تحت شرایط مطلوب کانال دو برابر کند، به عنوان مثال، در یک سیستم backhaul نقطه به نقطه، یک آنتن دوگانه می تواند دو قطبی شده دو بار از دو جریان همزمان 100 ° {\displaystyle \" پشتیبانی کند.

MIMO دوگانه و Multixing فضایی

در سیستم های MIMO، آرایه های دوگانه یک راه جمع و جور برای افزایش تعداد کانال های فضایی مستقل بدون اندازه فیزیکی ارائه می دهند. A 2 ×2 MIMO با استفاده از دو عنصر آنتن دوگانه (چهار پورت کلی) می تواند تا چهار جریان فضایی پشتیبانی کند، در حالی که یک آرایه تک قطبی از همان اندازه فیزیکی نیاز به دو برابر کردن عناصر فضایی دارد که به ویژه این قطعات جذاب برای کنترل پنل های فضایی می تواند به طور کامل باشد.

متریک کلیدی: در استقرار سلول های کلان شهری، آرایه های دو قطبی شده برای بهبود سلول های متوسط توسط 60-80٪ در مقایسه با معادل تک قطبی در هنگام استفاده از سیستم های انتقال رتبه 2 نشان داده شده است.[۱۰]

چالش های طراحی و استراتژی های پذیرش

توسعه آرایه های دوگانه با عملکرد بالا شامل غلبه بر چندین مانع فنی است که می تواند انزوا، کارایی و یکپارچگی الگو را کاهش دهد.

حل و فصل صلیب (XPI)

حل بین دو پورت قطبی مهم ترین پارامتر است. انزوای ضعیف منجر به نشت (در میان جریانها)، کاهش موثر SNR و محدود کردن قوانین طراحی معمولی شامل حفظ انزوای پورت به بندر > 25 dB، با 30-40 dB مطلوب برای طرح های QAM با سرعت بالا.

• بهینه سازی شبکه های تغذیه با brauns و 90 درجه هیبریدی برای لغو اتصال متقابل.
• ساختار های گروه بندی الکترومغناطیسی (EBG) بین عناصر دوگانه قطبی برای سرکوب امواج سطح.
• ساختارهای زمین (DGS) که انزوا را با مسدود کردن جریان های حالت مشترک افزایش می دهند.

ترکیب متقابل و الگوی Degradation

در پیکربندی آرایه، اتصال متقابل بین عناصر می تواند الگوهای پرتو و قطبی شدن موثر از هر عنصر را تغییر دهد، این به ویژه در زوایای اسکن گسترده مشکل است. تکنیک هایی مانند شبکه های برشی با استفاده از خطوط خنثی سازی، departrs مبتنی بر اسلات، یا آرایه های Resonator نزدیک می تواند کاهش دهد.

بازی Bandwidth و Impedance Matching

عناصر آرایه دوگانه اغلب پهنای باند ضعیف تر از همتایان تک قطبی خود را به دلیل نیاز به تغذیه دو حالت یاthogonal دارند. طرح Broadband از پچ های پشته استفاده می کند، دیافراگم با اسلات های متعدد، یا آنتن های دی الکتریک Resonator (DRAs) برای 5G باند در محدوده 3.5-5.0 گیگاهرتز، پهنای باندهای 15 تا 25٪ قابل دسترس است.

کالیبراسیون و آرایه Tuning

در آرایه های عملی، تحمل تولید و عوامل محیطی باعث عدم تعادل بین کانال های قطبی می شود. الگوریتم های کالیبراسیون قوی برای هماهنگ کردن دامنه و پاسخ مرحله در سراسر آرایه ضروری است. کالیبراسیون بیش از هوا (OTA) با استفاده از زوج های آزمایشی داخلی یا روش های جفت گیری متقابل به طور فزاینده ای برای سیستم های MIMO گسترده ای که تنظیم دستی در آن غیر قابل درک است.

معماری های پیشرفته برای سیستم های نسل بعدی

آرایه های دو قطبی در حال تکامل فراتر از سیستم های ساده 2 ×2 به سمت اجزای جدایی ناپذیر MIMO عظیم، موج میلیمتری و سطوح هوشمند قابل تنظیم مجدد (RIS) هستند.

MIMO با قطبی شدن دوگانه

در 5G و فراتر از آن، ایستگاه های پایه آرایه های بزرگ (به عنوان مثال 64×64 عناصر دوگانه) را برای پشتیبانی از پرتوهای بسیار جهت دار و چندین برابر سازی فضایی استخدام می کنند. طرح دو قطبی سازی اجازه می دهد هر عنصر فیزیکی برای خدمت به دو پورت مجازی، دو برابر کردن درجه آزادی برای پرتو دیجیتال.این پیکربندی همزمان انتقال به کاربران متعدد در همان محدوده زمانی که یک محدوده تقسیم بندی کوچک را اشغال می کند، می تواند نشان دهنده یک محدودیت های فیزیکی باشد.

Millimeter-Wave (mmWave) آرایه های دوگانه-Polarized

در فرکانس های بالای 24 گیگاهرتز، انقباض طول موج، اجازه می دهد تا تعداد زیادی از عناصر در یک منطقه کوچک. آرایه های دو قطبی شده میلیمتری چالش های منحصر به فرد به دلیل افزایش تلفات اوهmic، تحمل ساخت سخت تر، و حساسیت به پورت های رادیاتور 20٪ (SIW) فن آوری و تجزیه و تحلیل کم دما (به طور معمول به دست آوردن 2 قطبی) برای کاهش ضخامت دو قطبی است.

ادغام با Beamform ICs

آرایه های دوگانه مدرن با تراشه های پرتو سازی RF طراحی شده اند که شامل تغییر فاز جداگانه و بی ثباتی برای هر قطبی است.سیستم باید بین دو مسیر سیگنال، انحراف و اتصال متقابل را کنترل کند. بسته های پیشرفته آرایه آنتن و پرتوی را در همان interposer، کاهش زیان های اتصال و امکان تنظیم مجدد واقعی.

بازسازی دوگانه دوگانه (Dconfigurable Dual Polarization)

شبکه های بی سیم آینده ممکن است نیاز به چابکی قطبی پویا داشته باشند – توانایی تغییر یا به طور مداوم تنظیم وضعیت قطبی (به عنوان مثال، از خطی به دایره، یا بین زوایای مختلف شیب) بر اساس هر-symbol، این می تواند با استفاده از PIN، دیودها، یا سوئیچ های MEMS یکپارچه به ساختار خوراک، به عنوان مثال، یک آنتن دوگانه پیکربندی مجدد برای انطباق با جفت های کانال / اتصال فوری، به حداکثر رساندن زمان / ±45.

نتیجه گیری

آرایه های آنتن دوگانه هنوز نشان دهنده یک تکنولوژی سنگ بنای برای پاسخگویی به تقاضای بی سیم بالاتر از طریقput است.با دو برابر کردن بهره وری طیفی از طریق چند لایه قطبی و فعال کردن روش های فشرده، بالا رتبه MIMO پیکربندی، این آرایه ها در حال حاضر به 4G / 5G ایستگاه های پایه، تجهیزات عقب، و ارتباطات ماهواره ای ادامه می دهد که به روش های شبیه سازی گسترده، به طور دوگانه، به عنوان سیستم های تنظیم مجدد، به طور کامل، به طور کامل، به طور جداگانه، به طور کامل، به طور جداگانه، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور کامل، به طور جداگانه، به طور جداگانه، به طور جداگانه، به طور کامل، به طور جداگانه، به طور جداگانه، به طور کامل، به طور کامل، به طور جداگانه، به طور قطع، این مجموعه ای، به طور کامل، این مجموعه ای، این مجموعه ای از طریق باز کردن مقادیر کمتر از طریق باز کردن تفاوت های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم های سیستم تنظیم مجدد، به طور جداگانه، به طور جداگانه، به طور جداگانه، به

برای مطالعه بیشتر، استانداردهای IEEE را در قطب بندی آنتن ( استاندارد های آنتن دوگانه ، یک بررسی جامع در مورد سیستم های MIMO دوگانه (FLT:2 Survey of Dual-Polarized آنتن برای 5G [LT3]، و آخرین دستورالعمل های طراحی میلیمتری برای آرایه (F4-Wave:F4-Wave:2) بررسی کنید.