СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ ВНУТРЕННЯЯ ВСЕНАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА 2 × 2 MIMO ДЛЯ ПРИЛОЖЕНИЙ 2G, 3G, 4G И 5G
Аннотация
Многочастотные и широкополосные системы связи превратились в популярную тему
исследований в результате растущего спроса на высокоскоростную передачу данных и
сосуществования нескольких типов сетей связи. Диаграмма направленности всенаправлен-
ных антенн обеспечивает эффективную передачу и прием от мобильного объекта, что
делает их удобными для ряда устройств беспроводной связи, а также способными рабо-
тать с дополнительными отдельными полосами частот. Внедрение широкополосной ан-
тенны может быть важно для систем мобильной связи, поддерживающих 2G, 3G, 4G и
будущие приложения 5G. Были опубликованы многочисленные исследования широкополос-
ных антенн 5G, поскольку сеть 5G обеспечивает большую пропускную способность дан-
ных, большую надежность и меньшее энергопотребление для своей обширной пользова-
тельской базы. Технология MIMO превратилась в ключевую технологию для приложений
5G благодаря преимуществам, включающим увеличение пропускной способности канала,
повышение производительности передачи и приема сигналов, установку больших антенн в
небольшом пространстве и многое другое. Недавно было предложено несколько разновид-
ностей антенн 5G MIMO для смартфонов. В этом исследовании предлагается широкопо-
лосная антенна 2 × 2 MIMO для внутренних систем связи GSM/3G/LTE/5G. Данная антен-
на создает всенаправленные диаграммы направленности за счет использования двух антенных элементов, равномерно разнесенных вокруг центра. Одновременно достигается
большая полоса пропускания и хорошие характеристики всенаправленного излучения. По
результатам моделирования усиление до 7,5 дБ может быть использовано для получения
полосы импеданса (0,7-7) ГГц с обратными потерями до -22 дБ. Антенна смоделирована в
ANSYS HFSS (high frequency structure simulator) 2020.
Литература
4G and Sub-6 GHz 5G Applications, IEEE Access, September 2018, Vol. 6, No. 2.
2. Andrews J.G., et al. What will 5G be?, IEEE J. Sel. Areas Commun., Jun. 2014, Vol. 32,
No. 6, pp. 1065-1082.
3. Cho Y.S., Kim J., Yang W.Y., and Kang C.G. MIMO-OFDM wireless communications with
MATHLAB. Wiley, New York, 2010.
4. Anping Zhao, and Zhouyou Ren. Size Reduction of Self-Isolated MIMO Antenna System for
5G Mobile Phone Applications, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. November
2018.
5. Ai-Hadi A.A., Iivonen J., Valkonen R., and Viikari V. Eight-element antenna array for diversity
and MIMO mobile terminal in LTE 3500 band, Microwave and Optical Technol. Lett., June
2014, Vol. 56, pp. 1323-1327.
6. Wong K.-L., Lu J.Y., Chen L.Y.,. Li W.-Y, and Ban Y.L. “8-antenna and 16-antenna arrays using
the quad-antenna linear array as a building block for the 3.5GHz LTE MIMO operation in the
smartphone, Microwave and Optical Technol. Lett., Jan. 2016, Vol. 58, pp. 174-181,.
7. Qin Z., Geyi W., Zhang M., and Wang J. Printed eight-element MIMO system for compact and
thin 5G mobile handset, Electron. Lett., March 2016, Vol. 52, pp. 416-418.
8. Ban Y.L., Li C., Sim C.Y.D., Wu G., and Wong K.-L. 4G/5G multiple antennas for future multimode
smartphone applications, IEEE Access, July 2016, Vol. 4, pp. 2981-2988.
9. Li M.Y., Ban Y.L., Xu Z.Q., Wu G., Sim C., Kang K., and Yu Z.F. Eight-port orthogonally dualpolarized
antenna array for 5G smartphone applications, IEEE Trans. Antennas Propag, Jun.
2016, Vol. 64, pp. 3820-3830.
10. Wong K.-L., Tsai C.-Y., and Lu J.-Y. Two asymmetrically mirrored gap-coupled loop antennas
as a compact building block for eight antenna MIMO array in the future smartphone, IEEE
Trans. Antennas Propag., Apr. 2017, Vol. 65, pp. 1765-1778.
11. Xu H., Zhou H., Gao S., Wang H., and Cheng Y. Multimode decoupling technique with independent
tuning characteristic for mobile terminals, IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 65,
pp.6739-6751, Dec. 2017.
12. Li Y., Sim C.-Y.-D., Luo and Y. Yang G. 12-port 5G massive MIMO antenna array in sub-
6GHz mobile handset for LTE bands 42/43/46 applications, IEEE Access, Feb. 2018, Vol. 6,
pp. 344-354.
13. Li Y., Sim C-Y.-D., Luo Y. and Yang G. Multiband 10-antenna array for sub-6 GHz MIMO
applications in 5-G smartphones, IEEE Access, June 2018, Vol. 6, pp. 28041-28253.
14. Ban Y.L., Chen Z.X., Chen Z., Kang K., and Li J.L.W.Decoupled closely spaced heptaband
antenna array for wwan/lte smartphone applications, IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett,
2014, Vol. 13, pp. 31-34.
15. Li M.Y., Ban Y.L., Xu Z.Q., Wu G., Sim C.Y.D., Kang K., and Yu Z.F. Eight-port orthogonally
dual-polarized antenna array for 5g smartphone applications, IEEE Trans. Antennas Propag.,
Sept 2016, Vol. 64, No. 9, pp. 3820-3830.
16. Ban Y.L., Li C., Sim C.Y.D., Wu G., and Wong K.L. 4g/5g multiple antennas for future multimode
smartphone applications, IEEE Access. 2016, Vol. 4, pp. 2981-2988.
17. Li Y., Sim C.-Y.D., Luo Y., and Yang G. 12-port 5G massive MIMO antenna array in sub-6GHz
mobile handset for LTE bands 42/43/46 applications, IEEE Access, 2018, Vol. 6, pp. 344-354.
18. Wu Q., Liang P., and Chen X. ‘A broadband ±45◦ dual-polarized multiple-input multipleoutput
antenna for 5G base stations with extra decoupling elements, J. Commun. Inf. Netw.,
Mar. 2018, Vol. 3, No. 1, pp. 31-37.
19. Insu Yeom, Young Bae Jung and Chang Won Jung. Wide and Dual-Band MIMO Antenna with
Omnidirectional and Directional Radiation Patterns for Indoor Access Points, Journal of electromagnetic
engineering and science, Jan. 2019, Vol. 19, No. 1, pp. 20-30.
20. Tze-Meng O. and Geok T.K. Dual-band omni-directional microstrip antenna, Progress In Electromagnetics
Research, July. 2010, Vol. 106, pp. 363-376.
21. Li Liangying, Yan Wei, Feng Botao and Deng Li. A Wideband Omni-directional Antenna
Based on Printed Log-Periodic Element , IEEE 3rd International Conference on Electronic Information
and Communication Technology, November 2020, pp. 13-15.
22. Zhou Lei, Jiao Yongchang, Qi Yihong, Weng Zibin, and Lu Liang. Wideband Ceiling-Mount
Omnidirectional Antenna for Indoor Distributed Antenna Systems, IEEE antennas and wireless
propagation letters, April 2014, Vol. 13, pp. 836-839.
23. Hu Peng Fei, Leung Kwok Wa, Pan Yong Mei, and Zheng Shao Yong. Electrically Small, Planar,
Horizontally Polarized Dual-band Omnidirectional Antenna and its Application in a
MIMO System, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, June 2021.
24. Botao Feng, Kwok L. Chung, Jiexin Lai, and Qingsheng Zeng. A Conformal Magneto-Electric
Dipole Antenna with Wide H-Plane and Band-Notch Radiation Characteristics for MIMO
Base-Station, IEEE Access, 2019.
25. Available at: https://www.tongyucom.com/upload/goods/20220505/2022050512326497.pdf.
