Ang mga Simulain ng Pagbukod ng Antenna at Pag-aalsa sa Multi-Antenna Arrays

Ang mga modernong sistema ng komunikasyong walang kawad, mula sa 5G base stations hanggang sa satellite communications at advanced radar, ay higit na umaasa sa mga multi-antenna array upang makamit ang mataas na data rate, beamforming, at sprayal variable. Gayunpaman, ang pag-iimpake ng mga maramihang mga elemento ng antena sa isang siksik na aperture ay nagpapakilala ng mga kritikal na hamon: Ang mga phensiyang ito ay direktang nag-a-i-i-i-i-i-i-i-i-diversift na pag-prognost na pag-program, ang mga intentializedcagresture na pag-intent na mga intentializedcapeksyon, ang mga intential na mga intential na mga intential na mga intentryal na mga intentialized sa mga intentialized na mga intentialized ng mga inture na mga inture na mga intent na mga intentialized na mga

Pag - unawa sa Pagbukod ng Antenna

Ang pag-iisa ng Antenna ay isang sukat kung gaano kahusay na nilalabanan ng isang antena ang hindi kinakailangang paglipat ng enerhiya mula sa mga katabing antena sa array. quantitatively, ang pagbubukod sa pagitan ng dalawang antena ay karaniwang ipinapahayag bilang ang ratio ng transported power sa kapangyarihan na natatanggap ng ibang antena, na sinusukat sa decibels (dB). Ang mataas na pagbubukod (e.g., >20 dB) ay nagpapakita na ang bawat antena ay halos independiyenteng nagpapatakbo, na mahalaga para sa mga aplikasyon tulad ng MIMO (Multiptip-Intiple-Inti-Intipule-Out-Out-put) kung saan ang mga magkakaibang-put (mga split-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa

Kung Bakit Mahalaga ang Pagbukod

Ang di - sapat na pagbubukod ay nagpapahina sa paggawa ng sistema sa ilang paraan:

  • [[Ingles: Ang mga hudyat na coupled ay maaaring magdulot ng mga produktong intermodition at pattern deflusion.
  • Ang influential signal-to-noise ratio (SNR): Ang hindi ninanais na intervenue ay nagpapakilala ng ingay at interbensiyon, na ibinababa ang epektibong SNR.
  • Mutual interference: Sa ganap na physduplex o sabay na transmitting/impormasyong sistema, ang hindi pag-iisa ay maaaring maging sanhi ng sarili nitong greyjamming.
  • Ang artipaktong pattern ay nagpapasama: Ang pag-ikot ay binabago ang padron ng radyasyon ng bawat elemento, binabawasan ang beamforming eksaktung-tumpak.

Halimbawa, sa isang 4×4 MIMO system para sa 5G, ang pagbubukod sa pagitan ng mga katabing elemento ay kadalasang kinakailangan upang maging hindi bababa sa 15 dB upang mapanatili ang channel orthogonomality. Ang pagpulong sa kompleks na ito ay isang susing target ng disenyo.

Mga Simulain ng Pag - aayos ng Antenna

Tumutukoy ito sa di - sinasadyang pagpapalitan ng elektromagnetikong enerhiya sa pagitan ng mga antena, na ang unang hakbang sa pagkontrol sa mga ito ay ang pag - unawa sa iba't ibang mekanismo ng mga organismo at sa malalayong interaksiyon sa mga lugar sa ilalim ng lupa.

Malayong GASPOLEField Coupling

Ang pagkokodigo ay maaaring uriin sa dalawang rehimen batay sa distansiyang paghihiwalay na may kaugnayan sa wavelength mus:

  • NearNE valuefield intervision: Kapag ang diagrama ay mas mababa sa isang wavelength, ang mga antena ay nasa reactivity o produce malapit sa calvityfield. Ang enerhiya ay pangunahin nang naililipat sa pamamagitan ng electric at magnetic field (EMERO at HQUEfield) combination.
  • Ang FarFar EREAfield Compartment: Sa mas malalaking paghihiwalay (karaniwan na > 2 musphat), ang pag - uugnay ay nangyayari sa pamamagitan ng di - nakikitang malayong disenyo ng mga glopeto sa bawat antena.

Pag - aayos ng Mag - asawa at ang Pag - aayos ng Matrix

Ang pormal na paraan upang ilarawan ang pagsasanib ay sa pamamagitan .[1].[1], ang ugnayan sa pagitan ng mga boltahe at agos ng daungan ay maaaring isulat bilang V = Z I, kung saan ang mga inclustrative ng Z ay kumakatawan sa mutual refix. Mababang mutual configence na katumbas ng mataas na pagbubukod. Ang mga inhinyero ay kadalasang gumagamit ng elektromagnetiko (, HST.

Tunay na Nakalilitong mga Sanhi ng Pag - unlad ng Daigdig

Sa kabila ng simpleng elektromagnetikong larangan, ang pagsasanib ay maaaring palalain pa ng:

  • Ang kabahaging mga daloy ng eruplano sa lupa na dumadaloy sa pagitan ng antena ay nagpapakain.
  • Ang mga alon sa ibabaw ay nagpasigla sa substrate sa mga disenyo ng antenang diectric.
  • Karaniwang mga agos ng calmonmode sa mga kable o sumusuportang mga istraktura.

Ang bawat isa sa mga ito ay nangangailangan ng espesipikong mga estratehiya sa pag - aayos, na tinatalakay sa susunod na seksiyon.

Mga Paraan Upang Mapasulong ang Pagbukod at Bawasan ang Pag - iisa

Gumagamit ang mga inhinyero ng iba't ibang pamamaraan para lalo pang mabukod ang isa't isa, na kadalasan nang pinagsasama - sama ang ilang paraan para matugunan ang mahigpit na mga kahilingan.

Pisikal na Paghihiwalay at Paglalagay ng Posisyon

Ang pinakamatuwid na paraan ay ang pag-iisa sa mga antena.Ang pagbubukod ay karaniwang bumubuti sa pamamagitan ng mga 6 dB sa bawat pagdoble ng paghihiwalay sa malayong rehimeng terronabefield. Gayunpaman, sa space calconstrained platforms (e.g., ang mga smartphone, drone), ang pisikal na paghihiwalay ay limitado. ang mga antenang orthogonally (e.g., perpendicular polarization) ay maaari ring makabawas sa indibidwal na pag-iiba sa pamamagitan ng 10–20 dB.

Pag - iingat at mga Absorber na Electromagne

Kabilang sa mga pamamaraang ito ang paglalagay ng mga pananggalang na pang - paggawi o ang mga nawalang tagasipsip sa pagitan ng mga antena ay maaaring humarang malapit sa mga kagamitang pang - usyoso.

  • Ang mga bakod o mga daanan: Sa mga hanay ng mga hanay ng mga trapeze na nakabase sa mga harapan, ang mga hanay ng mga daanan ay lumilikha ng mataas na pader na may presyon ng hangin, anupat hinahadlangan ang pag - alun - alon sa ibabaw.
  • Electromagnetikong mga kayarian ng bandgap (EBG):[ Ang mga hugis-panahong dielectric o metalikong mga dibuho ay sumusugpo sa mga along pang-ibabaw sa isang espesipikong frequency band.
  • Mga materyales na pang-absorber: Ang mga muog o carbon gallowed foam na inilagay sa pagitan ng mga elemento ay pumapawi ng enerhiya, binabawasan ang mutual na pag-iisa sa halaga ng ilang kahusayan.

Pag - aalis ng mga Network at Filipina

Ang mga sirkitong ito ay konektado sa pagitan ng mga daungan ng antena upang kanselahin ang hudyat na may kapares na signal. Kabilang sa mga halimbawa ang:

  • Lumped element decoupling networks: Mga Capacitor at mga induktor na nagreresulta sa negatibong impluwensya sa isa't isa upang gawing neutral ang pag - iisa.
  • Branch gloders o rat calculate hybrids: Ginagamit sa mga mahigpit na espasyong hanay upang i-redirect ang mga mag-asawang enerhiya sa isang dummy load o isama ito nang mabuti.
  • Mga linya ng sentralisasyon: Microssheat lines na naghahatid ng hudyat mula sa yugto upang kanselahin ang pag-iisa.

Ang isang mahusay na grodesigned decoupling network ay maaaring mapahusay ang pagbubukod ng 10–30 dB, ngunit ito ay nagdaragdag ng pagiging komplikado at kadalasang nagreresulta sa pagiging makitid ng bandwidth.

Mga Elemento ng Direksiyonal na Antenna

Sa paggamit ng mga elementong may likas na direksiyonal na mga disenyo (hal.g., patse, Yagi jamodeUda, o mga antena ng sungay) ang enerhiya ay nababawasan din ang mga interaksiyon ng mga almoranas sa katabing mga elemento. sa phased array, ang maingat na paglalagay ng mga elemento at pagkipot ng mga amplitude ay maaari ring magpaliit ng mga interaksiyong antrobe.

Disenyo ng ground Plane at Pakain ng Network

Sa katulad na paraan, ang pag - aayos sa lupa ng eroplanong pang - ehipto, ang may depektong mga kayariang pang - lupa (DGS), o malambot na ibabaw ng lupa ay sumisira sa kasalukuyang mga landas na nagiging sanhi ng pag - uugnay - ugnay.

Mga Pag - uuri sa Disenyo ng Multitibong mga Array

Ang epektibong disenyo ng array ay nangangailangan ng isang pananaw na homistiko na nagtitimbang ng pagbubukod sa iba pang mga metrics sa pagsasagawa: impendience bandwidth, kahusayan sa radyasyon, pakinabang, sukat, at halaga. Dito ang mga mahahalagang konsiderasyon.

Mga Pagsugpo sa Kalakalan sa Pagitan ng Pagbukod at Pagkakasugpo

Ang mataas na pagkabukod ay kadalasang nangangailangan ng mas malaking paghihiwalay, ngunit ang mga siksik na array (e.g., para sa mga mobile device) ay nangangailangan ng elemento paghihiwalay ng 0.2 mga muskulo–0.5 mga muskulo. sa gayong mga kalapit na distansiya, malapit sa calvefield configence ay matindi. ang mga inhinyero ay umaasa sa mga makabagong pamamaraan ng pag-iimpluwensyahan, ngunit ang mga ito ay maaaring makitid na bandwidth o magbawas. Ang isang karaniwang kompromiso ay ang pagtanggap ng pagbubukod ng 10–15 dB bilang kapalit ng mas maliit na anyong factor.

Mgabík na Kahinaan

Maraming mga decoupling istraktura (e.g., EBG, neutralisasyong linya) ay resonant at nagbibigay ng mataas na pagbubukod lamang sa ibabaw ng isang makitid na frequency band. para sa mga malawak na sistemang bendasyon (e.g., 5G NR band 2–8 GHz), multi-defint o non anresonant na pamamaraan (e.g., responsive loading) ay kinakailangan, ngunit maaaring tumaas ang mga ito sa pagpapasok ng pagkawala.

Iba - iba ang Polarization

Ginagamit ang orthogonal polarizations (e.g., patayo at pahalang) para sa mga katabing elemento ay maaaring malakihang mapabuti ang pagbubukod nang walang karagdagang istraktura. Ito ay karaniwan sa mga dual caltrolarized na mga sped array. Gayunpaman, cross calppolarization diskriminasyon ay dapat panatilihin sa ibayo ng bandwidth.

Pagdami at Pagsukat

Ang wastong elektromagnetikong reaktibidad ay mahalaga. Ang Full ventywave filievers (komedya ng mga sandali, FDTD, FEM) ay maaaring humula ng pag-iisa at pagbubukod.[ftypes ay dapat sukatin gamit ang mga vector network analysis (VNA) upang matiyak ang SCEparameters (e.g., S12 o S21). Ang mga anses na ⁇ S ⁇ S[[[FLT:[T] ay ang industriyang ito ay ang [[T][T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T]] [[T]] [[T]]] [[T]]]] [[T]] [[T]]]] [[T]]] [[T] [[T]]]] [CCCCCCCCCC

Patiunang mga Topiko at ang Pananaliksik Kamakailan

Ang larangan ng pagkabukod ng antena ay patuloy na unti - unting nagbabago, at sa ibaba ay may mga pamamaraan na maaaring mapaharap sa mga inhinyero sa modernong mga disenyo.

MetaIsyunal na Pang - amoy na Nakasasakit na Pag - aalis ng Tubig

Ang mga artipisyal na materyales, tulad ng split na mga resonator (SRR) o complementary SRR, ay maaaring ilagay sa pagitan ng mga antena upang lumikha ng isang spintop filter para sa mga mag-asawang field. Ang mga metaIsyunal na istrakturang ito ay siksik at maaaring makamit ang pagbubukod >30 dB sa mga makitid na bigkis.Ang isang survey ng kamakailang gawa ay matatagpuan sa IEEAtennas at Propagation Magazine.

Aktibong Pag - aalis ng Tubig

Ang mga aktibong sirkito, gaya ng mga feedback loop na nag - iinsect at nagkansela ng mga hudyat, ay nagbibigay ng dinamikong pagbubukod sa isang malawak na bandwidth.

Pag - aaral ng Makina Para sa Optimisasyon ng Array

Ang mga henetikong algorithm at neural network ay higit at higit na ginagamit upang gawing kapaki - pakinabang ang mga posisyon ng antena, ang mga decoupling network parameter, at maging ang metasurface pattern. Ang 2022 pag - aaral sa Scientific Reports ay nagpakita ng pag - aaral ng makina na nag - iisa sa 5G MIMO na antena.

Nauusong Pag - aalis ng mga Pampalaki na may mga Dulo ng RF Front

Halimbawa, ang paggamit ng iba't ibang paraan ng pagpapakain o ng mga anchechip balun ay maaaring tumanggi sa karaniwang mga grochemode competition. Ito ay partikular na may kaugnayan sa milimetrong mga hanay ng calcivewave kung saan ang mga wavelength ay maliit at ang densidad ng pagsasanib ay mataas.

Pagsasaayos

Ang pagkabukod ng mga nilalang at ang pagtutulungan ng mga ito ay mahahalagang hamon sa disenyo ng hanay ng mga bagay na may iba't ibang pisikal na kayarian, pagsasanggalang, pag - aalis ng mga sirkito, at maingat na pag - aayos ng katawan, matatamo ng mga inhinyero ang mataas na pagbubukod na kailangan para sa modernong walang - kawad na mga sistema.