התפתחות CDMA Miniaturated CDMA Antennas

דחיפה חסרת פשר כלפי מטה, בהיר יותר, ויותר מכשירים ניידים עשירים יותר יש דרישות יוצאות דופן על מהנדסי אנטנה.אין מקום זה יותר ברור מאשר בתחום של אנטנות פוליסות מרובות (CDMA), שבו הצורך לכווץ את טביעת הרגל הגופנית תוך שמירה על - או אפילו שיפור - ביצועים חשמליים הוביל גל של חדשנות לאורך העשור האחרון.

מאמר זה בוחן את האתגרים המרכזיים, פריצות דרך האחרונות, ומגמות מתפתחות בעיצוב אנטנה CDMA מיניסטרום למכשירים ניידים קומפקטיים.מדיאטורים מונעים בחומרים כדי לשחזר ארכיטקטורות, התחום חווה תקופה של התקדמות מהירה המבטיחה לשמור על קישוריות אלחוטית חזקה אפילו כאשר מכשירים ממשיכים לכווץ.

אתגרים מרכזיים ב CDMA Antenna Miniaturization

הפחתת הגודל הפיזי של אנטנה משנה באופן בלתי נמנע את המאפיינים החשמליים הבסיסיים שלה.עבור מערכות CDMA, אשר מסתמכות על מודולציה פרוספקטיבית וצריכה תנופה יציבה על רוחב פס רחב יחסית, שינויים אלה יכולים להיות בעייתיים במיוחד.האתגר המרכזי הוא לשמור על שלושה מדדי ביצועים מרכזיים - ב, רוחב פס, ויעילות קרינה - תוך התאמה לאנטנה לשבריר של החלל שנדרש קודם לכן.

גודל - רשמים לסחר

העצירה הבסיסית ביותר במינון מיניטוריזציה היא הקשר בין גודל חשמלי וביצועים.כפי שהמדמים הפיזיים של אנטנה מתכווץ יחסית לטווח הגל התפעולי, עמידות הקרינה שלו יורדת, את אפקט האיכות שלה (Q) גדל, ואת רוחב הפס שלו צרים.עבור אנטנות CDMA הפועלות ב-800 MHz ו- 1900 MLT, אורך חשמלי הנדרש הוא משמעותי, אך נפח זמין בתוך סמארטפון מודרני או IoT נמדד במודולאריכים אלה הם מדדים.

גישה נפוצה נוספת היא השימוש של FLT:0 ,Gal GeometriesFLT ( 1:1), כגון עקומת Koch או Sierpinski Gasket, אשר ניצול דפוסים דמויי-עצמי כדי לארוז מספר רב של אורכו של גלגול לתוך אזור קטן. אנטנות Fractal יכול להציע פעולה רב פס ושיפור התאמה, אבל הביצועים שלהם רגיש מאוד להמצאת הסובלנות.

עקבו אחרי Bandwidth

אנטנות זעירות בדרך כלל מציגות שונות של קלט גבוה ברחבי הלהקה התפעולית, מה שהופך פס רחב להתאים את קשה. עבור מערכות CDMA, אשר עשוי להיות צריך לכסות הן uplink והן מטה קישורים בתוך להקה אחת, האנטנה חייבת לשמור על יחס גל קבוע (VSWR) מתחת 2:1 בטווח הנדרש התאמה רשתות באמצעות דיסקרטיות ו- capaci להוסיף ספירת רכיב ומרחב עובד נגד הטכניקות משולבות: אבל התאמה אישית יותר ויותר.

Isolation and Interference in Multi-Antenna Systems

(המכשירים הניידים המודרניים מכילים לעתים קרובות אנאנטות מרובות עבור תאים, Wi-Fi, Bluetooth ו-GNSS, כל הפעולות הפועלות בסמיכות.עבור תצורה של CDMA MIMO (מספר רב של קידוד) , האתגרים המתרבים: אנאנטנות חייבות להיות קטנות אך גם להציג שיפורים הפיכה נמוכים כדי לשמר את יכולת הניתוק של ערוץ.

חידושים חומריים מעוררים אנטנות קטנות יותר

ההתקדמות בחומרים מדע כבר האינתיסטרציה באנטנות CDMA מכווץ ללא ביצועים מקריים.הבחירה של חומרים תת-סטריטים ומוליכים משפיעה ישירות על אורך החשמל של האנטנה, אובדן וגמישות מכנית.

המונחים: high-Permittivity Substrates

(בשימוש בחומרים תת-קרקעיים בעלי יכולת גבוהה יחסית (εr), אורך הגל המודרך במבנה האנטנה מופחת, המאפשר לממדי הפיזי להתכווץ לתדירות גבוהה של פולימרים מלאים סרממים, כגון אלה המבוססים על בריום טיטאנט או טיטניום דו-חמצני יעיל, מציעים ערכים εr החל מ -10 עד 100 או יותר.

חומרים גמישים ומתקדמים

(המכשירים מאמצים תצוגות מעוקלות וקווי מתאר ארגונומיים, אנטנה מודפסת נוקשה ודחוסה הם נותנים דרך ל חלופות גמישות ומתרחבות.FLT:0Liquid גבישי פולימר (LCP)FLT:1 ו-FLT:2polyimide FLT:3 לספק אובדן נמוך בתדרים, תוך כדי לאפשר האנטנה להיות מתקפל או לתאים באמת לתבניות נייר מתכתיות נפרדות.

חומרים מגנטיים ומגנטיים

שיעור מתפתח של חומרים משלב הן תכונות מגנטיות ודיאלקטריות כדי להשיג miniaturization עם חומרים מופחת רוחב פס צרים.מגנטו-דיאלקטריים, כגון מדפים מלאים ferrite, יכול להוריד את התדר המהדהד של האנטנה תוך שמירה על גורם איכות נמוך יותר מאשר רק תת-מחשמליות substrates.זה מאפשר עבור FLT:0broader רוחב פס 1LT בנפח קטן יותר, יתרון משמעותי עבור מערכות CDMA חייב להישאר עם אתגרים מרובים סטנדרטיים.

פריצת דרך באדריכלות אנטנה

מעבר לחומרים, גישות אדריכליות חדשניות פיתחו את העיצוב של אנטנה CDMA מיני-מעורכת.טכניקות אלה מניפות את השדות האלקטרומגנטיים בדרכים שלא היו אפשריות עם עיצובים קונבנציונליים.

עיצובים מעוררי השראה

(חומרים) – חומרים מובנים באופן מלאכותי המציגים תכונות אלקטרומגנטיות שאינן נמצאו בטבע – חלים על צמצום האנטנה 2.1219, כאשר האנטנה הימנית/שמאלית (CRLH) מבנים קו-ליין, למשל, יכולה לתמוך בהפצת גלי גלי גלי גלימה לאחור ובשלב מתקדם, המאפשרת לאנטנה לחזור בקצב נמוך בהרבה מהגודל הפיזי שלה היה מציע ל-LTF:0.

שילוב MIMO ו-שלב-Array

(המעבר ממערכות CDMA חד-נטנה להגדרות MIMO הוביל גישות חדשות לעיצוב מערך קומפקטי, במקום להציב אלמנטים זהים בצד - אשר בהכרח מגביר את טביעת הרגל הכוללת - המהנדסים מפתחים את ה-FLT:0co-located אוthogonal של 15 אנטנות FLT1, אשר ניתן לשלב בין אנטמונים ותבניות כדי להשיג ערוצי קירור בכרך קטן (או-Fol-F)

אנטנות עצמיות ועצמיות

הגבלה משמעותית של אנטנה-גיאומטריה קבועה היא שהם מתאימים עבור להקה תדר אחד או קבוצה צרה של תנאים. CDMA התקנים חייב לפעול על פני להקות מרובות ולהתאים לתרחישים שונים של משתמשים - כגון כאשר המכשיר מוחזק ביד או לחץ נגד הראש.FLT:0MS Reurable PCFLT:1 שימוש, varactors, או חומרים פגומים כדי להתאים את עצמם לטווח הארוך ביותר של המערכת החיסונית שלהם, אפילו אנטנות מיקרו-מחדשנית (FLT) באופן קבוע) או אנטנות וירטואלית (מחדש) באופן קבוע) לתוך תדרים חשמליים (מחדש) אנטנות חד-מחדשהטווח יחיד (מחדש) אנטנות מיקרו-מחדשה) באופן קבוע (מחדש) אנטנות (מחדש) או אנטנות (מחדש) באופן קבוע (מחדש) באופן קבוע של מערכת אלקטרו-מחדש) אנטנות לטווח קצר) אנטנות מיקרו-מחדשהמכונה מופעלת) באופן קבוע (מחדשנית (מחדשה) באופן קבוע (מחדש) באופן קבוע של מערכת הפעלה מחדש של מערכת אלקטרו-מנטלית של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה מחדש של מערכת הפעלה

שיטות ייצור ואינטגרציה מתקדמות

כיצד אנטנה מוטבעת ומשולבת בתוך המכשיר חשוב כמו העיצוב האלקטרומגנטי שלה.טכניקות ייצור הרומן מאפשרות אנאנטנות שהיו בלתי אפשריות בעבר.

3D הדפסה ותוספת ייצור

ייצור משלים פתח דרגות חדשות של חופש בגיאומטריה של אנטנה (conformal אנטנה) ניתן להדפיס ישירות על פני השטח הפנימי של מקרה מכשיר, באמצעות FLT:0 עקיפין ייצור תוסף הדפסה (DPAM)FLT:1 או [21] אספקת CD:2aerosol הדפסה מטוס 3FLT כדי לבצע עקבות מצטברים בשלושה צורות.

LTCC ו- Multilayer Substrates

טכנולוגיית קרמיקה דלת-טמפרטורה נמוכה (LTCC) מאפשרת את ערימה של שכבות dielectric מרובות עם דפוסים מוליכים משובצים, המאפשרת האנטנה להשתלב לתוך מודול תלת-ממדי. LTCC להציע תכונות דיאלקטריות יציבות, אובדן נמוך וניהול תרמי מעולה, מה שהופך אותם מתאימים למודולים חזית RF המשלבים את האנטנה, התאמה רשת, מסננים ופילטרים בחבילה אופיינית רק על ידי × 3 אינץ ', במקום קומפקטית שטח × 3 קומפקטית שטח קומפקטית קומפקטית שטח קומפקטית × 3 קומפקטית קומפקטית שטח קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית × 3 קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית × 3 קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית ניתן לשמור על פני השטח ניתן לשמור על פני השטח ניתן לשמור על פני השטח ניתן רק קומפקטית קומפקטית קומפקטית שטח קומפקטית קומפקטית קומפקטית קומפקטית שטח קומפקטית שטח קומפקטית קומפקטי

כיוונים עתידיים ואתגרים בלתי פתורים

למרות ההתקדמות המרשימה של העשור האחרון, עיצוב אנטנה CDMA מיני-מעורורי ממשיך להציג בעיות פתוחות.התחומים הבאים צפויים לראות פעילות משמעותית בשנים הקרובות.

AI-Driven ו- Automated Design

עיצוב אנטנה מסורתי מסתמך על סימולציה ושיפוט הנדסי, תהליך שהופך יותר ויותר זמן-consuming כמו גיאוגרפימטים לגדול מורכב יותר. Machine Learning, במיוחד רשתות עצביות עמוקות, מוחל על מנת להאיץ את הלולאה העיצוב.רשת עצבית יכולה להיות מאומנת על שלב גדול של אנטנות גיאומטות ותפקודם המדומה, ולאחר מכן משמש לחיזוי הממדים האופטימליים עבור קבוצה של מגבלות בגודל, תדירות, יעילות רוחב פס רחב, כגון שיטות התפתחותיות (Franicial) אך לא יכולות ליצור אלגוריתמיות (אונדנטליות) כגון שיטות מחקר מקוריות (DNSDNSDMAFlasticial) או אלגוריתמיות) או אלגוריתמיות) באופן דרמטיות (אך יכולות ליצור אלגוריתמיות) או אלגוריתמיות) עם ביצועים אלגוריתמיות (או אלגוריתמיות) באופן דרמטיות) עם ביצועים אלגוריתמיות (אונקמדומים לחלוטין, אך ורקמות (אך יכולות ליצור אלגוריתמיות) עם ביצועים אלגוריתמיות) עם ביצועים אלגוריתמיות (או אלגוריתמיות) או אלגוריתמיות) אך ורקמותרפיות) יכולות לקיצור של אלגוריתמיות) באמצעות אלגוריתמיות) באופן טבעי, אך ורקמותגנטיות מודרניות של אלגוריתמיות (

שילוב של Active Components

אנטנות עתידיות טשטשות את הקו בין רדיור ועיגול.על ידי שילוב מגבר, משמרות שלב, וסינון ישירות לתוך מבנה האנטנה - לפעמים נקרא "אנטנות משולבות פעילות" - מעצבים יכולים לחסל את ההפסדים הקשורים קווי שידור ומחברים.זה חשוב במיוחד עבור מודולים מיקרומטר-גירמה דקים של ה- CDMA, שבו הפסדים בכבלים והופכים לחסומיים על גבי אנטנה, אשר מנבאת-Creative, באופן קבוע, משפרים, באופן קבוע, תוך שיפור בתהליכים של ה-CDCFSTFSTFSTFST, באופן קבוע, גם ב-CDC-CDCFST, גם ב-CDC-CDC-D.

אנרגיה קצירת אנרגיה ועוצמה סימולטנית ונתונים

בעוד מכשירים ניידים הופכים יותר בכל מקום ב-IoT ובהקשרים לבישים, היכולת לקצור אנרגיית RF מחממת הופכת אטרקטיבית. אנטנות CDMA זעירות אשר יכולות במקביל לקבל אותות תקשורת ואנרגיה לקציר סוללות או חיישן כוח הם נושא מחקר פעיל. Rectennas -אנטים בשילוב עם ממריצים - אינם יעילים מאוד על פני קבוצת CDMA, בעוד שנותרים פונקציונליים מרובים, אשר יכולים להפחית את רכיבי תקשורת נפרדים ללא תפקודים אחרים.

מסקנה

המסע לעבר אנטנות CDMA קטנות יותר, מסוגלות יותר למכשירים ניידים קומפקטיים מסומן על ידי חדשנות מתמשכת על פני חומרים, אדריכלות ושיטות ייצור.מהנדסים למדו לעבוד בתוך המגבלות הבסיסיות של הפיזיקה - את ההחלפה בין גודל ופס רוחב פס, את האתגרים של שיבוש התאמה, את הצורך בבידוד במערךים ארוזים בצפיפות - תוך דחיפה של מה הוא כמעט חומר טעינה, גמיש, קיבולת , ולהפחית את העיצובים, ללא צורך קבוע של ייצור.

בעוד הטכנולוגיה הניידת מתפתחת ל-5G ומעבר לעידן, CDMA תישאר רלוונטי לתמיכה במורשת וליישומים של IoT שייהנו מהיכולות הרבות שלה גישה מרובה גישה.טכניקות המיניגלגליזציה שפותחו עבור אנטנות CDMA מועברות גם לסטנדרטים חדשים יותר, ומבטיחות כי ההשקעות במחקר ופיתוח ממשיכות לשלם דיבידנדים. הדור הבא של מכשירים ניידים קומפקטיים יתאימו כנראה אנטנה כי הם לא רק קטנים יותר, אלא גם חכמים יותר - כדי להתאים את הביקוש ליצרנים מודרניים, אשר נועדו לשלב את הביצועים של תעשיית ההפעלה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, עיצוב יעיל, כלומר, כלומר, כלומר, הם יעילים, עבור ביצועים תעשייתיים, הם, הם, הם, הם, הם, כלומר, הם, הם דורשים שיפור יעיל יותר, עבור ביצועים מתקדמים, עיצוב יעיל יותר, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים תעשייתיים, עבור ביצועים מתקדמים, מודלים מתקדמים, כלומר, אשר דורשות, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים תעשייתיים, מודלים מתקדמים, עבור יישומים מתקדמים, עבור יישומים מתקדמים, עבור יישומים מתקדמים, עבור יישומים מתקדמים, עבור יישומים מתקדמים, עבור ביצועים תעשייתיים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים תעשייתיים, אשר דורשות, הם, עיצוב יעיל יותר, כי הם, כי הם