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