यह लेख 5G संचार प्रणालियों के लिए अनुकूलित एक उच्च-गैन पैच एंटीना डिजाइन करने पर विस्तृत केस अध्ययन प्रस्तुत करता है। इसमें उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए प्रभावी एंटीना विकसित करने में शामिल प्रमुख डिजाइन सिद्धांतों, सिमुलेशन प्रक्रियाओं और परीक्षण प्रक्रियाओं को शामिल किया गया है।

डिजाइन उद्देश्य और आवश्यकताएँ

प्राथमिक लक्ष्य विश्वसनीय 5G सिग्नल ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए उच्च लाभ और निर्देश के साथ एक एंटीना विकसित करना था। डिजाइन को 28 गीगाहर्ट्ज आवृत्ति बैंड के भीतर कुशलतापूर्वक संचालित करने की आवश्यकता थी, जिसका उपयोग आमतौर पर 5G नेटवर्क के लिए किया जाता है। अतिरिक्त आवश्यकताओं में कॉम्पैक्ट आकार, निर्माण में आसानी और अच्छा प्रतिबाधा मिलान शामिल था।

डिजाइन प्रक्रिया

डिजाइन प्रक्रिया में एक उचित सब्सट्रेट सामग्री का चयन करना शामिल था, जैसे कि रोजर्स RT/duroid, उच्च आवृत्ति ऑपरेशन का समर्थन करने के लिए। पैच आयामों की गणना तरंग दैर्ध्य और वांछित अनुनाद आवृत्ति के आधार पर की गई थी। पैच को उत्तेजित करने के लिए माइक्रोस्ट्रिप फीड का उपयोग किया गया था, और एक ग्राउंड प्लेन को निर्देशता बढ़ाने के लिए शामिल किया गया था।

सीएसटी माइक्रोवेव स्टूडियो या एचएफएसएस जैसे सिमुलेशन उपकरण एंटीना मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए कार्यरत थे। इटरेटिव एडजस्टमेंट्स को पैच आकार, फीड पोजीशन और ग्राउंड प्लेन आयामों को अधिकतम करने और रिटर्न लॉस को कम करने के लिए बनाया गया था।

परीक्षण और परिणाम

प्रोटोटाइप को अनुकूलित डिजाइन के आधार पर बनाया गया था। एंटेना ने लाभ, विकिरण पैटर्न और प्रतिबाधा मिलान को मापने के लिए एक एनोइकिक कक्ष में परीक्षण किया। परिणाम ने 15 डीबीआई से अधिक का लाभ दिखाया, जिसमें 5 जी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त एक संकीर्ण बीमविड्थ है।

मापा डेटा बारीकी से मिलान सिमुलेशन भविष्यवाणियों, डिजाइन प्रक्रिया की प्रभावशीलता की पुष्टि करता है। एंटीना ने लक्षित आवृत्ति बैंड में स्थिर प्रदर्शन का प्रदर्शन किया, जिससे इसे 5G संचार उपकरणों में एकीकरण के लिए उपयुक्त बनाया गया।