Yagi-Uda Anteni: Temel Prensipler ve Performans Metrikleri

Yagi-Uda anteni, Hidetsugu Yagi ve Shintaro Uda tarafından 1926 yılında icat edilen, arkadaki en zarif ve etkili yönsel tasarımlardan biri olmaya devam ediyor.Yapısı yanıltıcı bir unsurdur (tipik olarak yarım dalga-yoğun dipolasyon veya katlanılan bir dipol) oldukça daha uzun bir yansıma ile yan yanar.Bu parasitik elementler doğrudan yem çizgisine bağlı değildir.

Yagi'nin 8 ve 15 dB arasında değer kazandırdığı iyi bir izlenim, arkadan sinyalleri reddetme yeteneği ile yaklaşık 55 derece klasik tasarım teorisi için, 15 derece veya daha az sayıda faktöre göre, temel anahtarlama parametrelerinin her zamankinden daha fazla kontrol edilmesi ve daha fazla olması gerekir.

Klasik çubuk tabanlı Yagi'nin ötesinde, modern uygulamalar baskılı devre kurulu (PCB) teknolojiyi "Quasi-Yagi" antenleri oluşturmak için kullanır. Bu basılı tasarımlar parasitik çubuklar ve üretilen bakır şeritler ile, daha düşük maliyet, tekrarlanabilir performans sunar ve ağlarla doğrudan entegre etme yeteneğine sahiptir.

Multi-User MIMO: Spatial Multixing Imperative

Multi-User MIMO, 4G LTE-Advanced Pro, 5G NR ve Wi-Fi 6 (802.11ax) ve Wi-Fi 7 (802.11be) tek kullanıcı sinyallerinin aksine, temel kavramlara bir genel bakış açısına sahip olan kanal kapasitelerini tek bir cihazda doğrudan artıran bir cihazda, MU-MIMO aynı anda farklı kullanıcılarla iletişim kurma noktasına sahiptir.

MU-MIMO kazancının pratik gerçekleşmesi, temel istasyondaki sabit devrelerin sabit devreleri elde etme yeteneğine bağlıdır. Bu, genellikle 15 ila 30 derece açık geri bildirimde bulunan projeksiyon sinyalleri veya açık geri bildirim sektörleri aracılığıyla elde edilir.Bu hassaslık, kanal tahminleri ile ilgili olarak hesaplanır - Yagi antenlerinin altında daha karmaşık bir şekilde dekore edilmesi gereken performans korelasyonları daha da zorlaştırır.

MU-MIMO Sistemlerindeki Yagi Antenleri için Orannale

Tamamen dijital fazlanmış diziler, düzinelerce yama elementi ile ana akım yaklaşımını makro-telif baz istasyonları için temsil ederken, Yagi tabanlı mimariler belirli dağıtım bağlamlarında farklı avantajlar sunar.Tek Yagi ile dört veya beş element daha az sayıda metal çubuk ve basit bir balun elde edebilir.Bir yama serisi, Yagi'nin mekaniksel görünümü ve doğrudan maliyetle, daha yüksek maliyetle sonuçlanabilir, daha yüksek maliyetle, daha hassas küçük-tel erişim noktaları için, müşteri hizmetleri ve kablosuz erişim noktaları, Yagi'nin mekanik maliyetlerine doğrudan doğruya doğruya doğrultulması gerekir.

Maliyetin ötesinde, Yagi'nin doğal doğrudanlığı pasif müdahaleye olanak sağlar. Ana kiriş dışında gelen Signals, aktif sinyal işlemeden 20 dB veya daha fazla işlem yapmadan daha fazla işlemdir. Bu pasif uzaysal filtreleme, analog-enerji dönüştürücüler ve daha az sayıdaki girişimde bulunan hesaplama yükü, sistemin kullanıcı zamanlamasını ve verileri daha düşük maliyetli hale getirmesine olanak sağlar.

Açık sınırlama, bir Yagi sadece bir kirişi bir anda üretir. Birden fazla kullanıcıya aynı anda hizmet etmek için, anten sistemi, bir geçiş veya fazlı konfigürasyonda birden fazla Yagis'i birleştirmelidir veya işletim bandında elektriksel yapıyı değiştirmeye dikkat edin.Bu mimari yaklaşımlar ayrıntılı olarak incelenmelidir.

MU-MIMO Yagi Dizileri için kritik tasarım parametreleri

Yönetmen Kont ve The Lig-Band Wide Trade-off

Her ek yönetmen element, patlama boyunca seyahat eden dalga bileşenini artırır, ileri kazanmak ve daraltmak HPBW.Sally optimize altı-element Yagi yaklaşık 13 dBi, merkezi frekansın yüzde 3'üne kadar ulaşırken, en az iki elementin üzerinde bir kirişli yüksek bant genişliğine ulaşırken, en düşük çözünürlükte yüzde 12'ye kadar hızlanmış bir dizisini genişletebilir.

Inter-Element Spacing and karşılıklı Coupling

Birden fazla Yagi antenleri bağımsız kirişlere hizmet etmek için bir yan yana yerleştirilirken, merkezin merkezi havalesi kritik bir parametre haline gelir. Yeterli miktarda teleskopik, giriş engelleyici, radyasyon kalıplarını bozmak ve anten bağlantılarını artırmak için minimum strüktürel ağlarını doğrudan optimize etmek için tasarlanmıştır.

Broadband Impedance Matching Across the İşletim Band

Yönelmiş element herhangi bir Yagi tasarımında bant mühendisliğinin odak noktasıdır. Üst 5G kanallarında maç genişletmek için, tasarımcılarda iki kat daha fazla sayıda teknik oluşturabilirler.Sekslepli bir dizindeki tüm diskometrikleri otomatik olarak indirmeye devam edebilir.

Kirping ve Side-Lobe Suppression

Bir MU-MIMO sistemi, her bir kirişin doğrudan kullanıcı izolasyonunu etkiler. Tasarımcının amaçlanan dağıtım senaryosu ile ilgili iki kullanıcının ihtiyaçlarını karşılamak için çok daha fazla ayrımcılığa yol açması gerekir.A kirişler için her iki kullanıcı için de en kısa sürede en kısa sürede en kısa sürede en kısa sürede tepki gösteren bir sistemdir.

Simultane Multi-User Support için Mimarlıklar

Sektöre Çok-Yagi Dizileri

Yagi antenleri ile birden çok kullanıcıya hizmet etmek için en basit yaklaşım, her bir kanal kalitesi ölçümlerine dayanan bir temel cihazı, her bir kanaldaki sabit erişimli erişimli veya değişken tepkileri içeren dört Yagis'i standart bir şekilde seçmek ve sağlam bir güvenilirlik sunmaktır.

Elektronik olarak Steerable Passive Dizi Radyatörleri (ESPAR)

Hızlı bir şekilde, yüksek çözünürlükte bir görüntü oluşturabilirsiniz.Internal Mechanics, yüksek çözünürlükte, otomatik olarak, yüksek çözünürlükte bir görüntü oluşturabilir.Internal Mechanics, her bir sanal makinede otomatik olarak kullanılan bir anahtarlama ile otomatik olarak doğrulanmış bir şekilde ayarlandığında, otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak doğrulanmış bir şekilde ayarlanan bir şekilde ayarlanan bir şekilde otomatik olarak otomatik olarak doğrulanmış bir şekilde ayarlanan bir şekilde otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatikleştirilmiş bir şekilde otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak doğrulanmış bir şekilde kontrol edilebilir.

Yagi Elements

Daha yüksek performanslı sistemler için, Yagi antenlerinin lineer veya planlayıcı bir dizi geleneksel bir yama dizisi ile karşılaştırıldığında gerekli olan toplam bağlantı sayısını azaltmak için, bu karmakarışıklı ağ elemanların ve sabit olmayan dörtlü yerleştirme sistemi ile birlikte, Yagi'nin ana modelinin - geri dönüşümleri azaltmak için dörtlü bir dizisini kullanarak sabitlenmiş ve sabit diskolü erişim sağlayan dörtlü ağ geçidin sabit noktası haline getirmek.

Butler Matrix Multi-Beam Systems

A ButlerInfo matrix, dört Yagi antenin bir dizisine bağlı olarak, her bir dizi farklı yönde işaret eder ve minimum desenleri birbirine entegre eden veya en kısa sürede elde edilen MI-MIMO precoding problemlerini önemli ölçüde birleştirir, kirişler zaten uzaysal olarak ayrı ve daha az agresif dijital müdahale iptal eder.

Interference Management ve Kullanıcı Ayrılığı Stratejileri

Bir MU-MIMO sisteminin kullanıcıların ayırt etme yeteneği, kanal imzaları arasındaki uzaysal korelasyona bağlıdır. Bir Yagi anteninde yüksek geri dönüşüm oranı - en az 20 ila 30 dB - doğal bir avantaj, ana kirişin arkasındaki yönlerden güçlü bir şekilde ayrıştırılmalıdır. Birden fazla Yagis aynı anda birden fazla kez kullanılabilirken, düşük bir zarf katlantılı bir dizi konuyla ilgili olarak oluşturulabilir.

Yoğun kentsel küçük hücreli dağıtımlarda, kullanıcı trafiği genellikle kanal dışı müdahale kaynaklarına kadar uzanır.Bir ESPAR veya fazd Yagi serisi kullanarak sistem, yüksek seviyeli kullanıcı kümelerine doğru yönlendirmeyi sağlarken, özellikle de kanal müdahalesine adapte edilebilir bir şekilde entegre edilmemiş spektrum bandında, 5 GHz ve 6 GHz bandında yer alan, komşu erişim noktalarına müdahale eden ve radar sistemleri tahmin edilemez bir şekilde genişletilebilir.

Modern Wideband Standartları için Band Wide Engineering

5G NR, n77 (3.3 to 4.2 GHz) ve n78 (3.3 to 3.8 GHz) gibi alt-6 GHz bandında çalışır ve bu uygulamalar için Yagi antenlerinin operasyonel genişliğini genişletmek için kullanılabilir: Geleneksel bir Yagi anteni için tasarlanmış tek bir dar resonance bu aralığı kazanamaz ve giriş imkansız bir şekilde kapatamaz.

  • [[Dönetici ölçeklendirme:[Dönetici: 0,0)|Dönderlik ve yönetmen elementlerin uzunluğu, geometrik bir ilerlemede ölçeklenir, böylece farklı frekans değişikliklerinde seri yeniden rezonans bölümleri, nispeten sabit kazanımlar ve desen özellikleri ile sürekli genişleyen bir genişbant yanıt üreterek.This approach can achievebands over 3:1.
  • [[Düzücükler ve üst düzey elemanları: [Dönder: 0,0) Boyutlu bir çizgi ile silindirik iletkenleri kullanarak her elementin Q faktörünü azaltır, elektriğe geçiş.Çalışan profili boyunca çapı genişletin, tek bir geniş bant maçına bir araya gelebileceği birçok rezonansa dönüşür.
  • [FONT:0]Parasitik stub yükleme: Önlenen veya açık devreli aktarma hattı, kontrollü elemanlara ek rezonanslar tanıtarak kontrol edilen frekanslarda ek rezonanslar ortaya çıkabilir.Dikkatli tasarımla, bu rezonanslar ana rezonansla örtüşebilir, yüzde 50 ila 100 oranında etkili bir şekilde genişleyebilir.
  • [FOW)Gruple-integrated dalga kılavuzu (SIW) beslemeleri: [DDD:0) Periyod-yom frekansları için, yarı-Yagi antenleri SIW yapıları tarafından beslenebilir, yüksek radyasyon verimliliğini ve desen stabilitesini gruptaki tutarken % 20'yi artırabilir.

En ticari geniş bant Yagi tasarımları için mühendislik hedefi, 2:1'in altında geniş kapsamlı bir elektromanyetik simülasyon ve optimizasyon gerektiren bir VSWR'dir. Tüm lisanslı gruptaki 2 dB'den daha az bir dizi parametreye sahiptir. Bu özellikler, MU-MIMO'nun doğrudan ve model saf saf talepleri ile birlikte, kapsamlı bir tam dalga elektromanyetik simülasyon ve optimizasyon gerektirir. Modern simülasyon araçları, parametre süpürücükürücük geometrileri bulmak için milyonlarca tasarım puanına izin verir.

Vaka Çalışması: 5G Küçük Hücreler için 3.5 GHz ESPAR Dizisi

Bu tasarım prensiplerini beton bir uygulamadaki göstermek için, n78 bandı merkezinde planlanan küçük bir temel istasyonu düşünün.Bir ESPAR anteni, 0'dan 3.0'a kadar uzanan bir dizi kapasiteli bir dizi ayarlı ayarlı bir dizi ayarlı devrede bulunan ve her bir izotrik elementin iki katına çıkarılması için kapatılabilir.

ESPAR prototipinin ölçülmesi, temel istasyondaki rastgele pozisyonlarla ilgili olarak, işletim bandında 25 dB'nin üzerindeki tek bir performansla aynı anda toplam 3,5 $ 'lık bir sistemle yapılan bir deneyde, her kullanıcı tarafından belirlenen hıza doğru otomatik olarak kontrol edilen bir şekilde, otomatik olarak otomatik olarak kullanılan bir ekran görüntüsüne sahip olan bir sistem, otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak erişim sağlar.

Gelişen Yollar ve Gelecek Evrimi

Kablosuz endüstri altıncı nesil sistemlere doğru hareket ettiğinde, Yagi anten konsepti, önümüzdeki nesil sabit erişim ve geri dönüş bağlantıları için D-band veya sabit olmayan frekansların kullanımları için bu tasarımları genişletebilir.In-chip Yagi-Uda antenleri, sıvı kristalleri ve SiGe süreçleri gibi kumaşlar, 60 GHz WiGig uygulamaları için zaten kanıtlanabilir ve devam eden araştırmalar, bu tasarımları D-banda genişletilebilirlik limitleri ve doğrusal olmayan yarı iletkenler için geçici devre dışı bırakma süresine kadar genişletebilir.

Yeniden yapılandırılabilir Akıllı Yüzeyler (RIS) büyük parasitik Yagi dizileriyle derin operasyonel benzerlikleri paylaşır. Bir RIS paneli olağanüstü düşük güç tüketimiyle dinamik bir kirişli olarak görülebilir, yansımaları ve cep noktaları gibi çekici dağıtımlar için cazip hale getirebilir.

Sistem tarafında, makine öğrenme algoritmaları, gerçek zamanlı olarak verilen bir kullanıcı kanallarını belirli bir set için en uygun parasitik yük ayarlarını belirlemek için geliştirilir ve kanal tahminleri için kanalize edilir.Bu AI-güdümlü kontrol döngüsü, derin takviye öğrenme kullanarak, ESPAR ve ilgili parasitik-array çözümlerinin gerçek zamanlı erişim noktaları için nasıl yapıldığını gösterir.

Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet

Yagi antenlerini Multi-User MIMO sistemleri için tasarlayın, klasik anten teorisinin modern sinyal işleme gereksinimleri ile disipline edilmesi gerekir. Anahtar tasarım meydan okuması, tek bir RF zinciri ile dengeleyici ve desen saflığı sağlarken, Yagi elemanlarının kısıtlamalarının en yüksek performansları makine öğrenimine dayanan ve en iyi şekilde genişletilebilir hale getirir.