PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!
Tytuł artykułu

5G MIMO antenna: compact design at 28/38 GHz with metamaterial and SAR analysis for mobile phones

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Antena 5G MIMO: kompaktowa konstrukcja przy 28/38 GHz z metamateriałami i analizą SAR dla telefonów komórkowych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Meeting the challenge of preserving the compact form of 5G smartphones while accommodating millimeter-wave (mm-wave) bands with a substantial frequency difference, we have introduced an ultra-compact 4-port dual-band multiple-input, multiple-output (MIMO) antenna. This innovative design utilizes a metamaterial-inspired electromagnetic bandgap (EBG) structure to minimize mutual coupling (MC) effectively across a wide frequency range. Constructed on a Rogers TMM4 substrate, the antenna has overall dimensions of 17.76 x 17.76 mm². It incorporates four planar patch antennas placed at the corners, arranged perpendicularly. Each antenna element is optimized for dual-band operation at 28/38 GHz, featuring a rectangular patch with four slots and a full ground plane. The gap between patches measures 0.5 λo, and the EBG ensures efficient and cost-effective reduction of mutual coupling among the MIMO antenna elements. Specific absorption rate (SAR) analysis validates the suitability of this MIMO antenna for 5G mobile phones operating within the targeted frequency band.
PL
Spełniając wyzwanie polegające na zachowaniu kompaktowej formy smartfonów 5G, jednocześnie obsługując pasma fal milimetrowych (fale mm) ze znaczną różnicą częstotliwości, wprowadziliśmy ultrakompaktowy 4-portowy, dwuzakresowy, wielokanałowy, wielowejściowy i wielowyjściowy (MIMO) ) antena. Ta innowacyjna konstrukcja wykorzystuje inspirowaną metamateriałem strukturę elektromagnetycznego pasma wzbronionego (EBG), aby skutecznie minimalizować wzajemne sprzężenie (MC) w szerokim zakresie częstotliwości. Antena, zbudowana na podłożu Rogers TMM4, ma wymiary całkowite 17,76 x 17,76 mm². Zawiera cztery płaskie anteny krosowe umieszczone w rogach, ułożone prostopadle. Każdy element anteny jest zoptymalizowany do pracy dwuzakresowej w paśmie 28/38 GHz, z prostokątną łatką z czterema szczelinami i pełną płaszczyzną uziemienia. Szczelina między polami wynosi 0,5 λo, a EBG zapewnia wydajną i opłacalną redukcję wzajemnego sprzężenia pomiędzy elementami anteny MIMO. Analiza współczynnika absorpcji specyficznej (SAR) potwierdza przydatność tej anteny MIMO do telefonów komórkowych 5G działających w docelowym paśmie częstotliwości.
Rocznik
Strony
171--174
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Center for Telecommunication Research & Innovation (CeTRI), Faculty of Electronics and Computer Technology and Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Jalan Hang Tuah Jaya, Durian Tunggal, Melaka 76100, Malaysia
Bibliografia
  • [1] Nizar S., Anouar B., Islem B. H., Lassaad L., and Ali G., "Millimeter-Wave Dual-Band MIMO Antennas for 5G Wireless Applications", Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, vol. 44, pp. 297–312, https://doi.org/10.1007/s10762-023-00914-5 2023.
  • [2] Ayyaz Ali, Mehr E Munir, Moustafa M. Nasralla, Maged A. Esmail, Ahmed Jamal Abdullah Al-Gburi, Farooq Ahmed Bhatti, Design process of a compact Tri-Band MIMO antenna with ideband characteristics for sub-6 GHz, Ku-band, and Millimeter-Wave applications, Ain Shams Engineering Journal, 2023, 102579.
  • [3] Elabd, R.H., Al-Gburi, A.J.A. Super-Compact 28/38 GHz 4-Port MIMO Antenna Using Metamaterial-Inspired EBG Structure with SAR Analysis for 5G Cellular Devices. J Infrared Milli Terahz Waves (2023). https://doi.org/10.1007/s10762-02300959-6.
  • [4] R. K. Mistri et al., “Quad Element MIMO Antenna for C, X, Ku, and Ka-Band Applications,” Sensors, vol. 23, no. 20, p. 8563, Oct. 2023, doi: 10.3390/s23208563.
  • [5] Elabd RH, Al-Gburi AJA. SAR assessment of miniaturized wideband MIMO antenna structure for millimeter wave 5G smartphones. Microelectron En 2023;112098
  • [6] Parchin N. O., Basherlou H. J., Al-Yasi Y.I. A., Abdulkhaleq A.M., Patwary M. and Abd-Alhameed R.A., " A New CPW-Fed Diversity Antenna for MIMO 5G ", Electronics, vol. 9, pp. 261
  • [7] C. R. Jetti et al., “Design and Analysis of Modified U-Shaped Four Element MIMO Antenna for Dual-Band 5G Millimeter Wave Applications,” Micromachines, vol. 14, no. 8, p. 1545, Jul. 2023, doi: 10.3390/mi14081545.
  • [8] Khan J., Ullah S., Ali U., Tahir F. A., Peter I., and Matekovits L., "Design of a millimeter-wave mimo antenna array for 5G communication terminals", Sensors, vol. 22, no. 7, 2022. https://doi.org/10.3390/s22072768.
  • [9] Shayea I., Tharek A. R., Marwan H. A., and Rafiqul I., "Real measurement study for rain rate and rain attenuation conducted over 26 GHz microwave 5G link system in Malaysia" , IEEE Access, vol.6, pp. 19044–19064, 2018.
  • [10] Ali W., Sudipta D., Hicham M., and Soufian L., "Planar dual band 27/39 GHz millimeter-wave MIMO antenna for 5G applications", Microsystem Technologies, vol. 27, pp. 283-292, 2021.
  • [11] Zahra H., Wahaj A. A., Wael A. E. A., Niamat H., Syed M. A., and Subhas M., "A 28 GHz Broadband Helical Inspired EndFire Antenna and Its MIMO Configuration for 5G Pattern Diversity Applications", Electronics, vol.10, no. 4, pp.405-419, 2021.
  • [12] Hussain N., Wahaj A. A., Wael A., Syeda I. Na, Abir Z., and Tuan T. L., "Compact wideband patch antenna and its MIMO configuration for 28 GHz applications." AEU International Journal of Electronics and Communications, vol. 132, pp. 153612, 2021.
  • [13] Ibrahim A. A., and Wael A. A., "High gain, wideband and low mutual coupling AMC-based millimeter wave MIMO antenna for 5G NR networks", AEU-International Journal of Electronics and Communications, vol. 142, pp. 153990, 2021.
  • [14] Jilani S. F., and Akram A., "Millimetre-wave T-shaped MIMO antenna with defected ground structures for 5G cellular networks." IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol.12, no. 5, pp. 672–677, 2018.
  • [15] A. Ali et al., “A Compact MIMO Multiband Antenna for 5G/WLAN/WIFI-6 Devices,” Micromachines, vol. 14, no. 6, p. 1153, May 2023, doi: 10.3390/mi14061153.
  • [16] Hala M. M., Mohamed I. A. and Abdelhamed A. S. , "A Novel Dual-band 28/38 GHz Slotted Microstrip MIMO Antenna for 5G Mobile Applications", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 33, pp. 1581–1590, 2019.
  • [17] A. Khabba et al., "A new miniaturized wideband self-isolated two-port MIMO antenna for 5G millimeter-wave applications", TELKOMNIKA Telecommunication Computing Electronics and Control, vol. 21, no. 3, pp. 630-630, Feb. 2023.
  • [18] T. Saeidi, A. J. A. Al-Gburi, and S. Karamzadeh, “A Miniaturized Full-Ground Dual-Band MIMO Spiral Button Wearable Antenna for 5G and Sub-6 GHz Communications,” Sensors, vol. 23, no. 4, p. 1997, Feb. 2023, doi: 10.3390/s23041997.
  • [19] Yang B., Zhiqiang Y., JiLan R. Z., Jianyi Z., and Wei H., "Digital beam forming- based massive MIMO transceiver for 5G millimeter-wave communications", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 66, no. 7, pp. 34033418, 2018.
  • [20] Ohyun J., Jung-Ju K., Jungmin Y., Dooseok C., and Wonbin H., "Exploitation of dual polarization diversity for 5G millimeterwave MIMO beam forming systems" , IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, no. 12, 6646-6655, 2017.
  • [21] Mneesy T. S., Radwa K. H., Amira I. Z., and Wael A. E. A., "A Novel High Gain Monopole Antenna Array for 60 GHz Millimeter-Wave Communications", Applied Sciences, vol. 10, no. 13, pp. 4546, 2020.
  • [22] Marzouk H. M., Mohamed I. A., and Abdel Hamied S., "Novel dualband 28/38 GHz MIMO antennas for 5G mobile applications", Progress in Electromagnetics Research, vol. 93, pp.103–117, 2019.
  • [23] Aliakbari H., Abdolali A., Alessandra C., Diego M., Rashid M., and Pedram M., "ANN-based design of a versatile millimetrewave slotted patch multi-antenna configuration for 5G scenarios", IET Microwaves, Antennas & Propagation, Vol. 11, no. 9, pp. 1288–1295, 2017.
  • [24] Gómez L., and Ibrahim A.S., "Design, Analysis and Simulation of Microstrip Antenna Arrays with Flexible Substrate in Different Frequency, for Use in UAV-Assisted Marine Communications", J. Mar. Sci. Eng., vol.11, pp. 730, 2023 https://doi.org/10.3390/jmse11040730.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-0a481fb7-c332-41bf-a109-875f52990351
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.