این مقاله یک مطالعه موردی دقیق در مورد طراحی یک آنتن پچ با حداکثر بالا که برای سیستم های ارتباطی 5G بهینه شده است، ارائه می دهد، اصول طراحی کلیدی، فرایندهای شبیه سازی و روش های تست درگیر در توسعه یک آنتن موثر برای برنامه های با فرکانس بالا را پوشش می دهد.

اهداف طراحی و الزامات

هدف اصلی این بود که یک آنتن با سود بالا و مستقیم برای اطمینان از انتقال سیگنال قابل اعتماد 5G توسعه یابد. طراحی مورد نیاز برای کار موثر در گروه فرکانس 28 گیگاهرتز، که معمولا برای شبکه های 5G مورد استفاده قرار می گیرد، شامل اندازه جمع آوری، سهولت ساخت و تطبیق مناسب است.

طراحی فرایند

فرآیند طراحی شامل انتخاب یک ماده مناسب بستر مانند راجرز RT /duroid برای حمایت از عملیات با فرکانس بالا بود. ابعاد پچ بر اساس طول موج محاسبه شد و فرکانس resonant مورد نظر استفاده قرار گرفت.یک خوراک میکروسفر برای تحریک پچ، و یک هواپیمای زمینی برای افزایش مستقیم بودن.

ابزارهای شبیه سازی مانند CST مایکروویو Studio یا HFSS برای بهینه سازی پارامترهای آنتن استفاده می شدند. تنظیمات آنی به اندازه پچ، موقعیت خوراک و ابعاد هواپیما زمینی برای به حداکثر رساندن سود و به حداقل رساندن کاهش بازگشت ساخته شده است.

تست و نتایج

نمونه های اولیه بر اساس طراحی بهینه شده ساخته شده بودند. آنتن ها در یک اتاق هیدروکوئیک تست شدند تا به دست آوردن، الگوی تابش و تطبیق نامناسب برسند. نتایج نشان داد که به دست آوردن بیش از 15 DBi، با یک پهنای باند باریک مناسب برای برنامه های 5G.

داده های اندازه گیری شده با پیش بینی های شبیه سازی مطابقت داشتند، تایید اثربخشی فرآیند طراحی. آنتن عملکرد پایدار را در سراسر باند فرکانس هدف نشان داد و آن را برای ادغام در دستگاه های ارتباطی 5G مناسب می کند.