Nhu cầu tăng tốc cho sự kết nối không dây cao - điều khiển bằng cách truyền tải, IoT, và ứng dụng thời gian thực - đã đặt áp lực chưa từng thấy về hiệu suất quang phổ và dữ liệu vượt qua. các mảng ăng-ten có độ phân giải đã nổi lên như một công nghệ quan trọng để giải quyết những thách thức này, cho phép luồng dữ liệu song song với tần số tương tự bằng cách khai thác các trạng thái phân cực hay phân cực. bài báo này khám phá các nguyên tắc, thiết kế, sự hiệu quả, và trong tương lai của các hệ thống ăng-ten hai lớp, cung cấp một nguồn tài nguyên toàn diện cho các kỹ sư và kiến hệ thống làm việc trên hệ thống không dây.

Hiểu được chứng đau ngực do đôi bên gây ra

Một ăng-ten hai cực có khả năng truyền và nhận sóng điện từ với hai chiều phân cực đơn thuần cùng một lúc. Các cặp phân cực thông thường gồm có các cặp thẳng đứng/ bán cầu (V/H) và G45 độ nghiêng. Bằng cách cô lập hai trạng thái này, ăng-ten có thể hỗ trợ hai kênh liên lạc độc lập trên cùng một kênh giao tiếp có độ và tần số phân cực, tăng hiệu quả hai lần hiệu quả hiệu quả hiệu quả của quang phổ so với một hệ thống đơn phân giải.

Sự đa dạng về phân cực

Sự đa dạng phân cực phụ thuộc vào sự thật rằng tín hiệu phân cực có phần lớn là bị mờ đi và ảnh hưởng tự do. Trong một tình huống đa hướng, một làn sóng bị phân cực theo chiều dọc có thể được làm mờ đi trong khi một cơn sóng cực ngang vẫn mạnh mẽ. bằng cách kết hợp cả hai nhánh ở các nhánh nhận, ăng ten hai lớp cung cấp các tín hiệu mạnh mẽ và sức bật lên để giảm dần. sự đa dạng này đặc biệt có giá trị trong các hẻm núi và trong nhà nơi phản xạ phong phú.

Kiểu các yếu tố gây áp lực Dual-Polarized

  • ăng ten kiểu & lặt vặt: [FLT: 1] Hai thanh âm được sắp xếp ở góc phải; một thiết kế cổ điển cung cấp các kiểu băng thông rộng và sạch sẽ.
  • ăng ten có hai dạng: hoặc các miếng tròn kích thích ở cạnh orthogonal hoặc với các khe H hình; gọn gàng và thích hợp cho các mảng.
  • Các miếng vá có gắn kết: các đường dẫn cấp thức ăn phía sau mặt đất, dùng khe nối để kích thích hai vùng phân cực với sự cô lập cao.
  • Các dãy có ăn ) được dùng trong hệ thống sóng cao hay đơn vị, thường với phân cực phân cực để tách.

Mỗi loại nguyên tố cho thấy sự đánh đổi theo kích thước, sự cô lập, và chi phí sản xuất. thiết kế hiện đại ngày càng tăng các quá trình của máy PCB để tích hợp các yếu tố hai tầng với các mạch xoắn.

Dữ liệu tăng cường qua các tia sáng đôi

Động cơ chính để triển khai các mảng hai cực là sự gia tăng đáng kể dữ liệu thông qua mà không cần thêm vào. Nó được thực hiện qua hai cơ chế bổ sung: hiệu suất đa phương pháp phân cực và tăng cường MIO (Tọa độ đa cực ở đầu).

Đa phương pháp phân cực

Bằng cách sử dụng hai phân cực hoặc một khoảng không gian riêng biệt, một hệ thống hai cực có thể tăng tốc độ dữ liệu của một liên kết đơn phương dưới kênh có thể được. Lấy thí dụ, trong một phân cực điểm đến điểm, một hệ thống hậu phương hai cực có thể hỗ trợ hai chiều cùng một lúc 100 luồng Mbps, nhường 200 Mbps thông qua cùng một kênh MHz. Việc thực hiện thực hiện phải tính toán đối chiếu nhau (PI) mà hệ thống phân chia có thể hạn chế. Cặp ăng- ăng-ten có thể tăng cường cố gắng để tách giữa hai cổng dB. dB.

Phân phối trí nhớ và đa chiều

Trong hệ thống MIMMM, các dãy hai lớp âm có thể cung cấp một cách ngắn gọn để tăng số kênh không gian độc lập mà không tăng tỷ lệ về vật lý. Một hệ thống 2×2 MIM dùng hai dãy ăng- ten kép (bốn cổng) có thể hỗ trợ lên tới bốn luồng không gian, trong khi một dãy riêng lẻ kích thước vật lý sẽ cần gấp đôi số yếu tố để đạt được số lượng cùng một dòng. Điều này làm cho các dãy có sức hấp dẫn đặc biệt cho các trạm và thiết bị không gian bị hạn chế. Nghiên cứu cho thấy rằng hệ thống tập hợp hai chiều rộng có thể tiếp cận với các kênh lý tưởng toàn bộ các kênh bảo trì qua các yếu tố.

) [FLT:] trong việc triển khai các vi phân đô thị, các mảng hai tầng được chứng minh để cải thiện tế bào trung bình thông qua 60–80% so với các mô phỏng đơn phân tách khi sử dụng các sơ đồ truyền tải hạng 2.[FL:3)

Thiết kế thử thách và động lực thúc đẩy

Phát triển những mảng có hai chiều cao bao gồm vượt qua nhiều trở ngại kỹ thuật có thể làm suy giảm sự cô lập, hiệu quả và nguyên mẫu.

Phân cách chéo (XPI)

Sự phân cách giữa hai cổng phân cực là tham số quan trọng nhất. Sự cô lập nghèo ( giao diện) giữa dòng chảy, giảm thứ tự SNR hiệu quả và hạn chế tùy biến. Các quy tắc thiết kế thông thường bao gồm duy trì sự cô lập cổng đến cổng > 25 dB, với 30–40 dB được mong muốn cho các kế hoạch QAM cao cấp. Tính năng để cải thiện sự cô lập bao gồm:

  • Các mạng lưới cung cấp thức ăn được tô điểm với những cái kèn và những con lai 90° để hủy bỏ sự kết nối lẫn nhau.
  • Dây điện từ (EBG) kết cấu giữa các yếu tố đôi để ngăn chặn sóng bề mặt.
  • Các cấu trúc mặt đất bị lệch (DGS) làm tăng sự cô lập bằng cách chặn các dòng chảy chung.

Việc kết hợp và hạ cấp gương mẫu

Trong một cấu hình loạt, sự kết nối lẫn nhau giữa các yếu tố có thể thay đổi các mẫu bức xạ và sự tinh khiết phân cực hiệu quả của mỗi yếu tố. Đặc biệt là vấn đề ở góc rộng quét. Kỹ thuật hoá như các mạng tách rời bằng các đường trung lập, phân hủy dựa trên khe, hoặc các mảng phân vùng gần có thể giảm sự kết hợp. Những tiến bộ gần đây trong việc học tối ưu hóa máy đã bật tự động thiết kế cấu trúc bị cắt giảm mà đạt được sự cải tiến 10– dB theo hướng dẫn, không cần băng thông gió.

Băng thông và băng hà trùng nhau

Các phần tử dải tự phân vùng thường có băng thông hẹp hơn so với các mô phỏng đơn phân tích bởi vì cần cho phép cung cấp hai chế độ harnggonal. Các thiết kế rộng dùng các miếng vá xếp chồng, kết nối kết nối với nhiều khe cắm, hay thiết bị định tuyến lại điện tử (DRA). Đối với 5 dải âm trong phạm vi 3.5–5.0GH, dải phân số của 1525 là có thể cẩn thận với nhiều kỹ thuật đa giác.

Tính toán và điều chỉnh Array

Trong các danh sách thực tế, sản xuất sự khoan dung và yếu tố môi trường gây ra sự mất cân bằng giữa các kênh phân cực. Các thuật toán cân chỉnh mã hóa cần thiết để sắp xếp các độ lớn và giai đoạn trên các mảng. Tính toán trên không (OOTA) sử dụng các cặp kiểm tra có sẵn hoặc các phương pháp kết nối lẫn nhau ngày càng được tiếp nhận cho hệ thống MIMO rộng lớn nơi mà việc điều chỉnh bằng tay là không thể sử dụng.

Các kiến trúc nâng cao cho hệ thống dân cư kế tiếp

Các mảng được phóng to song song đang phát triển vượt ra ngoài 2×2 hệ thống đơn giản hướng tới các thành phần tích phân của các bề mặt thông minh khổng lồ của MIMO, sóng mm, và các bề mặt thông minh có thể cấu hình lại được (RIS).

Bộ phận phân cực lớn với sự phân cực Dual

Trong 5G và xa hơn, các trạm cơ sở sử dụng các dãy lớn (v. d. 64×64 yếu tố nhị phân) để hỗ trợ khả năng chuyển đổi theo chiều dọc và đa chiều rộng. Các thiết bị nhị phân hai chiều cho phép mỗi phần tử vật lý phục vụ hai cổng ăng-ten ảo, tăng gấp đôi độ tự do cho việc chuyển đổi các phần tử số. Cấu hình này cho phép chuyển đổi đồng thời đến nhiều người dùng cùng một nguồn tài nguyên thời với sự phân chia vùng cực. Các cuộc nghiên cứu cho thấy một dãy 32×32 có thể tiếp cận với khả năng của một khối 64 độ riêng lẻ trong khi các vùng quy mô vật lý chiếm một nửa trong khi các điểm ảnh và lợi thế của tháp nhỏ.

Milimeter-Wave (mmWave) Dual-Polarized Arrays

Ở tần số trên 24 GHz, sự khoan dung, sự nhạy cảm với các phần tử trong một khu vực nhỏ. Các dãy mm nghiêng có những thách thức đặc biệt vì quá trình tăng độ mất mát ohmic, sự dung nạp dây chuyền chặt chẽ hơn, và độ nhạy cảm với các tổ hợp nhất. Công nghệ phụ (SW) và động cơ tự động đồng đốt (LCC) thường được sử dụng để nhận ra sự kết hợp, chất lỏng có độ phóng xạ cao 2 chiều cao. Lấy thí dụ, một khe 2 2 chiều ban đầuWI cho hệ thống định dạng 28- dB có thể đạt được nhiều hơn 20B.

Hợp nhất với IC X

Các dãy 2 chiều hiện đại được thiết kế với các chip RF tương tác với nhau bao gồm các bộ chuyển giai đoạn riêng biệt và bộ giảm tốc độ cho mỗi vùng phân cực. Hệ thống này phải xử lý các đường chia nhỏ và nối nhau giữa hai đường tín hiệu. Gói cấp cao gắn kết các dải ăng-ten và các dạng tia IC trên cùng một bộ phận kết nối, giảm tổn thất liên kết và cho phép sự tái cấu trúc phân cực thời gian thực.

Sự phân dạng Dual có thể cấu hình lại

Mạng không dây tương lai có thể cần thiết sự phân cực năng động- khả năng chuyển đổi hay điều chỉnh liên tục trạng thái phân cực (v. d., từ tuyến tính đến hình tròn, hoặc giữa các góc nghiêng) trên một cơ sở mô phỏng/- sin- 45 độ. Có thể nhận ra điều kiện mã định vị kiểu PIN, varactor, hoặc MEMS chuyển đổi thành cấu trúc dữ liệu. Ví dụ, một ăng-ten miếng ghép có thể tái cấu trúc đa chiều có thể quay giữa các chiều dài / VH và 45 độ cực, để thích ứng với điều kiện hiện thời để giảm hiệu lực hay giảm hiệu lực nhiễu.

Kết luận

Các dãy ăng-ten có độ phân cực cao biểu thị một công nghệ nền tảng để đáp ứng nhu cầu không có độ không dây cao hơn thông qua. Bằng cách nhân đôi hiệu suất quang phổ thông qua các kỹ thuật phân cực, các thiết kế băng tần rộng, và sự kết hợp cao, các cấu hình kỹ thuật kỹ thuật trung lập cao, các dãy này đã là tích hợp đến 4G/5G, các trạm không dây không dây, mmWave backhaul, và vệ tinh. Các nghiên cứu đang tiến tới các kỹ thuật cắt giảm âm thanh, các yếu tố băng thông tin rộng, và các cấu trúc cực đối lập với nhau đảm bảo rằng các hệ thống đa năng lượng hợp hai lớp học này sẽ còn lại tại các trạm đầu tư không dây không dây không dây. Khi các thiết kế phụ, các công nghệ và các công nghệ phụ có khả năng siêu tân tiến, các công cụ có khả năng cao sẽ tiếp tục tăng cường độ tinh vi và các công cụ để tiếp tục tăng cường độ tinh vi, và các công cụ mới tinh vi, nhưng sẽ được tiếp tục sử dụng để giải mã hóa các công nghệ mới và các công nghệ mới tinh vi, và các công nghệ mới tinh vi, và các

Để đọc thêm, hãy tham khảo ý kiến về hệ thống phân cực ăng-ten () IEE Antenna Standards ], một khảo sát toàn diện về hệ thống nhị phân [FLT: 2 chiều] [[S [STTK - N] [KL-K-K-Alarized Atens [FL: 3], và những chỉ dẫn mới nhất cho hệ thống định giới thiệu mmWA[FT] [FT]