הביקוש המצטבר לקישוריות אלחוטית מהירה במהירות גבוהה – מונע על ידי הזרמת, IoT ויישומים בזמן אמת - הציב לחץ חסר תקדים על יעילות ספקטרום ונתונים באמצעות חישוב. אנטנות דו-קוטבית הופיעו כטכנולוגיה קריטית כדי להתמודד עם אתגרים אלה, המאפשרת זרמי נתונים מקבילים על אותה להקה תדר על ידי ניצול מדינות קוטבי אוט-השורדון. מאמר זה חוקר את העקרונות, עיצוב, ביצועים, יתרונות עתידיים, ומהנדסים כפולים של תהליכים מתקדמים, ומספקים מתקדמים, על ידי ארכיטקטים מתקדמים, על ידי ארכיטקטוניים מתקדמים, על ידי ארכיטקטים מתקדמים, על ידי ארכיטקטים מתקדמים של מערכות מחשוב אלחוטיים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנל אלחוטיים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי אנטרקנלים מתקדמים, על ידי ניצול מערכות מחשוב אלחוטיים מתקדמים, על ידי ניצול מערכות מחשוב אלחוטיים מתקדמים, על ידי ניצול מערכות מחשוב אלחוטיים מתקדמים של מערכות מחשוב אלחוטיים מתקדמים, על ידי ניצול מערכות מחשוב אלחוטית מערכת מחשוב אלחוטית של מערכות מחשוב אלחוטית.

הבנה של אנטנות כפולות-מפואר

אנטנה דו-קוטבית מסוגלת לשדר ולקבל גלים אלקטרומגנטיים עם שני אוריינטציה קוטב אורטוקונים בו זמנית. Commonקוטב זוגות כוללים אנכי /horizontal (V / H) ו ±45 מעלות סלנט. על ידי בידוד שתי המדינות האלה, האנטנה יכולה לתמוך בשני ערוצי תקשורת עצמאיים על אותו קצב פיזי ותדירות הקצאה, ביעילות להכפיל את היעילות המרכזית בהשוואה למערכת חד-קוטבית אחת.

המונחים: diversity Fundamentals

המגוון Polarization מסתמך על העובדה כי אותות מאומצים באופן אורטוקדוני חווים בעיקר סביבות קידוד והתערבות עצמאיות. בתרחיש רב-אופטימי, גל מאונטק אנכי עשוי להיות מואץ בעוד גל אופקי-קוטב נשאר חזק. על ידי שילוב שני הענפים ב המקלט, אנאנטנות דו-קוטבית לספק אותות חזקים וגמישות לשחיקה.

סוגים של אלמנטים כפולים-מפוזרים

  • (ב) אנטנות (היפוי):0Cross-dipole (turnstile) אנטנות:FLT:1 שני dipoles מסודרים בזווית נכונה; עיצוב קלאסי מציע רוחב פס רחב ודפוסי אורטוקונים נקיים.
  • (FLT:0) אנטנות פטך עם הזנות כפולות: ריבוע 1 ; ריבוע 1 או כתמים מעגליים נרגשים בשוליים או עם חריצים בצורת H; קומפקטי ומתאים למערךים.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד): "הזזז"ל יברך את ה', ו"הזזז" (במדבר כ"ד)" (במדבר כ"ד)
  • (ב) ,0) ,Waveue-fed מערך: ibph:1 (בקיצור: ⁇ ) בשימוש במערכות כוח או מילימטר-גל, לעתים קרובות עם מיכלים של septum כדי להפריד בין קוטליזציה.

כל סוג אלמנט מציג את ה-Clocks ב- רוחב פס, גודל, בידוד ועלויות הייצור. עיצובים מודרניים יותר ממינוף תהליכים רב-שכבת PCB כדי לשלב אלמנטים דו-קוטבים עם מעגלים מגובשים.

נתונים באמצעות הגדלת חישובים באמצעות קרינת קרינת כפול-מפואר

המוטיבציה העיקרית לפרוס מערךים דו-קוטבים היא העלייה המשמעותית בנתונים באמצעות חישוב ללא צורך בספקטרום נוסף.זה מושג באמצעות שני מנגנונים משלימים: מספרי-דומיין-דומיין ומשתפרת את MIMO (המופעים של מספר רב-מנועי).

Polarization-Domain Multiplexing

באמצעות שני קוטבי אורטוקונים כמו זרמים מרחביים עצמאיים, מערכת דו-קוטבית יכולה להכפיל את שיעור הנתונים של קישור חד-קוטב יחיד בתנאי ערוצים מועדפים.לדוגמה, במערכת אחורית נקודה לנקודה עד לנקודה, זוג אנטנה דו-קוטב יכול לתמוך בשני מזרמי 100 מ"מ כפולים במקביל, הניב 200 מ"פ באמצעות אותו 20 Mbact מעשי לקביעת תפקוד גבוה (X) מעל להפרעות רוחביות (X).

מספר כפול של MIMO ו-ספאטיקסינג

במערכות MIMO, מערךים דו-קוטבים מציעים דרך קומפקטית להגדיל את מספר הערוצים המרחביים העצמאיים ללא עלייה משמעותית בגודל הפיזי. A 2×2 MIMO באמצעות שני אלמנטים אנטנה דו-קוטבים (ארבעה נמלים) יכולים לתמוך עד ארבעה זרמים מרחביים, בעוד מערך יחיד-קוטב של אותו גודל פיזי דורש כפול של מנת להשיג את אותו ספירת המספרים הכפולים.

(ב) בפריסות מקרול עירוניות, הוכחו מערך כפול-מסלולי: 60–80% בהשוואה למקבילות חד-קוטבות כאשר השתמשו בתכניות שידור 2.

עיצוב אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

פיתוח מערךים דו-קוטבים בעל ביצועים גבוהים כרוך במספר מכשולים טכניים שיכולים לגוון בידוד, יעילות ושלמות דפוס.

שאיפת הצלב (XPI)

בידוד בין שני נמלי קוטב הוא הפרמטר הקריטי ביותר.הבידוד המסכן מוביל לדלפה (פני-מדבר) בין הזרמים, צמצום ה-SNR האפקטיבי והגבלת סדר המודולציה. כללי עיצוב טיפוסי כוללים שמירה על בידוד הנמל אל-פורט > 25 dB, עם 30-40 dB להיות רצוי עבור תוכניות QAM מסדר גבוה.

  • רשתות הזנה מייעלות עם צמחים ו-90 מעלות היברידיות כדי לבטל הפיכה הדדית.
  • מבנים אלקטרומגנטיים (EBG) בין אלמנטים דו-קוטבים כדי לדכא גלי פני השטח.
  • מבנים קרקעיים Defected (DGS) אשר מגבירים את בידוד על ידי חסימת זרמי מוות משותפים.

שילוב ותבנית Degradation

בתצורה של מערך, הפיכה הדדית בין אלמנטים יכול לשנות את דפוסי הקרינה וטוהר הקיטוב האפקטיבי של כל אלמנט.זה בעייתי במיוחד בזווית סריקה רחבה.טכניקות כגון רשתות מחוסנות באמצעות קווי ניטרליזציה, decouplers מבוסס חריץ, או ליד שדה resonator מערך יכול להפחית את ההתקדמות האחרונה אופטימיזציה המונעת על ידי מכונה אפשרה עיצוב אוטומטי של מבנים decoupupling כי להשיג בידוד של 10B-15 שיפורים ללא גלברסיביים.

Bandwidth and Impedance Matching

אלמנטים חד קוטבים כוללים לעתים קרובות רוחב פס צר יותר מאשר עמיתיהם חד קוטבים בשל הצורך להאכיל שני מצבי אורטוקוננאל. עיצובים Broadband מעסיקים כתמים מחסנים, הפיכה עם חריצים מרובים, או דיאלקטרי אנטנות resonator (DRAs) עבור 5G NR להקות בטווח 3.5-GHz, רוחב פס של 15-25% הם עם טכניקות רב-יכול.

קלבריה ואריי טונינג

בערכים מעשיים, סובלנות ייצור וגורמים סביבתיים גורמים לחוסר איזון בין הערוצים הקיטובים. אלגוריתמים של רובוסט קליברציה הם הכרחיים כדי להתאים את amplitude ותשובות שלב על פני המערך.Over-the-air (טא) תוך שימוש בזוגות במבחן מובנה או שיטות הפיכה הדדית מואצים יותר ויותר עבור מערכות MIMO מסיביות שבו כוונון ידני הוא בלתי אפשרי.

אדריכלות מתקדמת עבור מערכות הבאות

מערךים כפולים-קוטבים מתפתחים מעבר ל- 2×2 פשוט לעבר מרכיבים אינטגרליים של MIMO מסיבי, מילימטר-גלי, ומשטחים אינטליגנטיים מחדש (RIS).

MIMO עם Polarization כפול

ב-5G ומעבר לכך, תחנות הבסיס משתמשות בערכים גדולים (למשל, 64×64 אלמנטים דו קוטביים כפולים) כדי לתמוך במגבת כיוון גבוהה והיקף מרחבי של מספרxing.תוכנית הדואל-קוטב מאפשרת לכל אלמנט פיזי לשרת שני נמלי אנטנה וירטואליים, הכפלת דרגות החופש עבור beamforming דיגיטלי.תצורה זו מאפשרת שידור בו זמנית למשתמשי זמן מרובים באותו משאב עם יתרון של קיטוב-מולקולט עם קיפול-מולציה של 32xinttoltoltextextextextoltextextextextextextextextextextexa-32xating יחיד.

מילימטר-ואב (mmWave) כפול-מפוברק ארוריס

בתדרים מעל 24 GHz, אורך גל מתכווץ, המאפשר למספרים גדולים של אלמנטים באזור קטן. ⁇ מ"מ כפול מ"מ מרובעים מציג אתגרים ייחודיים בשל הפסדים הומאמיים מוגברים, סובלנות ייצור הדוק יותר, רגישות ל- parasitics. substrate-קוטב גל מוטבע (SIW) וטמפרטורה נמוכה משותפת של קרמיקה (LTCC) משמשים בדרך כלל ל- 2 ק"מ"מ"מ"מ) ל- 2 ליטר כפול של 2 קומפקטיים עם 2 קומפקטיים יותר מ- 2B.

שילוב עם ICs

מערךים דו קוטבים מודרניים מתוכננים במשותף עם שבבי RF הכוללים משמרות שלב נפרדות ועצימות לכל קוטביזציה.המערכת חייבת להתמודד עם ה-skew ו- cross-coupling בין שני נתיבי האות.חבילות מתקדמות להטביע את מערך האנטנה ואת beamforming IC על אותו אינטרposer, צמצום הפסדי הקשר ומאפשרות שחזור מיקרוסקופי אמיתי.

המונחים: Dual Polarization

רשתות אלחוטיות עתידיות עשויות לדרוש גמישות של קיטוב דינמי – היכולת לעבור או להתאים באופן רציף את מצב הקיטוב (למשל, ליניארי לעיגול, או בין זוויות סלנט שונות) על בסיס per-symbol.זה יכול להיות מובן באמצעות pIN diodes, varactors, או MEMS משולב לתוך המבנה להאכיל.

מסקנה

מערך אנטנה דו-קוטב מייצג טכנולוגיה אבן הפינה של עמידה בביקוש הבלתי-מחדש של נתונים אלחוטיים גבוהים יותר באמצעות חישובים.על ידי הכפלת היעילות הקישוטית באמצעות מספרxing-domain ומאפשרת תצורה קומפקטית, גבוהה-גבוהה של MIMO, המערךים האלה כבר מעורבים עד 4G/5Gt תחנות בסיס, ו- מ"מחזור"תקשורת לוויין" (Wave Backhaulhaulhaulhaulha) המשך המחקר לטכניקות מתקדמות, וטכניקות מטבוליות, ו-retexretexretretretretretretretretretretretretreative, כמו גם על גבי סוללות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות, וטכניקות מורכבות, מבטיחות רחבות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות אלחוטיות רחבות של ארכיטקטורות אלחוטיות של ארכיטקטורות אלחוטיות של פונקציות של פונקציות של פונקציות של פונקציות של פונקציות של פונקציות של ארכיטקטורות, כמו גם על גבי ארכיטקטורות אלחוטיות של פונקציות של פונקציות של ארכיטקטורות אלחוטיות של ארכיטקטורות, כמו גם

(ב) לקריאה נוספת, עיין בסטנדרטים של IEEE על קיטוב אנטנה (FLT:0IE) EE Antenna StandardsssFLT:1), סקר מקיף על מערכות MIMO כפולות (איור:2Survey of Dual-Polarized Antennas for 5GFLT 3:3), ואת ההנחיות האחרונות עבור מערכי מ"מ-FERR (R: 4Wapleved) כפול עיצוב כפול: 5RERRERDERFRERDERDEREDERDEREDERE).