Drukowanie 3D służy do opracowania anten 5G przyszłości

Inżynierowie i badacze zawsze szukają sposobów na wzmocnienie łączności mobilnej. W artykule zatytułowanym "Pojemnościowa macierz anten połączonych ze zwiększonym zyskiem i szerokim zasięgiem dla aplikacji na smartfony 5G" grupa naukowców proponuje zastosowanie drukowania 3D w celu stworzenia nowego rodzaju macierzy antenowej z połączeniem pojemnościowym, zapewniającej wysoki zysk i stopień pokrycia w płaszczyźnie elewacji.

"Zaproponowana antena to para kompaktowych połączonych, symetrycznych łatek, jak pokazano na ryc. 1" - wyjaśniają naukowcy. "Całkowity rozmiar proponowanego projektu wynosi 3,7 mm × 3,25 mm. Rogers RT5880 o względnej stałej dielektrycznej 2.2 i stycznej straty 0.0009 w paśmie częstotliwości 24-28 GHz służy jako podłoże dla płytki drukowanej (PCB). Plastry są drukowane w górnej warstwie podłoża. Dolna warstwa podłoża składa się z płaszczyzny podłoża. Wewnętrzny przewodnik współosiowego doprowadzenia sondy rozciąga się od płaszczyzny uziemienia przez podłoże PCB, aby dotrzeć do warstwy górnej, która pojemnościowo sprzęga łatki. "

Element anteny obejmuje 24-28 GHz, co jest możliwe pasmo częstotliwości dla przyszłych aplikacji 5G. Cztery podzespoły z 12 elementów antenowych, z których każdy zapewnia 90 stopni w płaszczyźnie elewacji, zostały zintegrowane w obudowie telefonu komórkowego dla pokrycia 360 stopni.

"Szereg anten osiągnął wysoki zysk 16,5 dBi w Boresight i może być sterowany w zakresie od -60 ° do 60 ° na płaszczyźnie phi - kontynuują naukowcy. "Proponowana antena wykazywała stabilne wzmocnienie i jednolity wzór promieniowania w całym planowanym paśmie częstotliwości."

Fizyczny rozmiar anteny jest stosunkowo niewielki w porównaniu do istniejących projektów, co oznacza, że ​​zajmuje mniej miejsca i więcej elementów anteny mogą być rozmieszczone wzdłuż szerokości płaszczyzny uziemienia telefonu komórkowego. Szerokość pasma anteny jest wystarczająca dla aplikacji 5G i można ją poszerzyć poprzez modyfikację struktury anteny.

Naukowcy zmodyfikowali również obudowę telefonu komórkowego, aby dostosować ją do macierzy antenowych. Płytka telefonii komórkowej została przekształcona z płaskiej na trójwymiarową, którą naukowcy nazywają "futurystycznym podejściem". Płytka 3D wykorzystuje grubość całego telefonu komórkowego, który zwykle ma 7-9 mm, i może zapewnić mechaniczne wsparcie dla cały telefon jak obudowa. Używając kształtu 3D zamiast płaskiego, naukowcy stworzyli więcej miejsca na umieszczanie komponentów PCB w telefonie komórkowym, w szczególności dladodatkowe elementy anteny 5G wraz z odpowiednim RFIC.

"Proponowane ułożenie składa się z czterech pod-macierzy z trzema pod-tablicami proponowanych elementów antenowych po różnych stronach dolnego obszaru obwodu w PCB i jednym podrzędnym -barrowość po bokach obszaru górnej krawędzi płytki drukowanej ", wyjaśniają naukowcy. "... Każda pod-tablica ma 12 elementów anteny i 48 elementów anteny jest używanych łącznie. Każda podszablica zapewnia zasięg 90 ° w płaszczyźnie theta. "

Drukowanie 3D pozwoliło naukowcom na wytworzenie macierzy antenowych w ich nowej konfiguracji. Następnie przeprowadzili dokładne badanie działania anteny i doszli do wniosku, że ich konstrukcja 3D może być przydatna w przyszłości do tworzenia urządzeń mobilnych o możliwościach 5G i wyższych.

Autorami publikacji są Manoj Stanley, Yi Huang, Hanyang Wang, Hai Zhou, Ahmed Alieldin i Sumin Joseph.

Porozmawiaj o tym i innych tematach drukowania 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się swoimi przemyśleniami poniżej.