Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 4

High Isolation of Dual-Band MIMO Microstrip Antenna with Vertical – Horizontal Configuration for 5G Communication System

Wysoka izolacja dwuzakresowej anteny mikropaskowej MIMO w konfiguracji pionowo-poziomej dla systemu komunikacji 5G

10.15199/48.2024.04.17

nr katalogowy: 148117
10.15199/48.2024.04.17

Streszczenie

This paper proposes dual-band MIMO microstrip antenna based on circular patch for a 5G communication system. The proposed antenna operates at a resonant frequency of 3.5 GHz and 6 GHz, using a Duroid RO5880 substrate with a dielectric constant of 2.2, a loss tan of 0.0009 and a thickness of 1.57 mm. The dual-band characteristic is obtained by placing a slot in the center of the antenna while an inset feeder is used to control the reflection coefficient. Furthermore, a high isolation coefficient is obtained by controlling the antenna configuration using vertical - horizontal. Based on the simulation results, the proposed antenna produces very good performance with a reflection coefficient of ≤ -10 dB and an isolation coefficient of ≤ -20 dB at the resonant frequency of 3.5 GHz and 6 GHz. This research is a solution for a 5G communication system that requires a dual-frequency receiving antenna that complies with high performance

Abstract

W artykule zaproponowano dwuzakresową antenę mikropaskową MIMO opartą na patchu okrągłym dla systemu komunikacji 5G. Proponowana antena pracuje w częstotliwości rezonansowej 3,5 GHz i 6 GHz, wykorzystując podłoże Duroid RO5880 o stałej dielektrycznej 2,2, współczynniku strat 0,0009 i grubości 1,57 mm. Charakterystykę dwupasmową uzyskuje się poprzez umieszczenie szczeliny w środku anteny, natomiast wbudowany zasilacz służy do kontroli współczynnika odbicia. Ponadto wysoki współczynnik izolacji uzyskuje się poprzez sterowanie konfiguracją anteny w układzie pion - poziom. Na podstawie wyników symulacji proponowana antena charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami użytkowymi przy współczynniku odbicia ≤ -10 dB i współczynniku izolacji ≤ -20 dB przy częstotliwości rezonansowej 3,5 GHz i 6 GHz. Badania te dotyczą rozwiązania dla systemu komunikacji 5G, który wymaga dwuczęstotliwościowej anteny odbiorczej charakteryzującej się wysoką wydajnością.

Słowa kluczowe

Keywords

please use Google Translation

Bibliografia

[1]: A review,” IEEE Access, vol. 7. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., pp. 127276–127289, 2019. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2938534.
[2] S. Singh, A. Kumar Singh, Karunesh, A. Pandey, and R. Singh, “A Novel MIMO Microstrip Patch Antenna for 5G Applications,” in Proceedings - IEEE 2021 International Conference on Computing, Communication, and Intelligent Sistems, ICCCIS 2021, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Feb. 2021, pp. 828–833. doi: 10.1109/ICCCIS51004.2021.9397137.
[3] S. Parkvall, E. Dahlman, A. Furuskar, and M. Frenne, “NR: The new 5G radio access technology,” IEEE Communications Standards Magazine, vol. 1, no. 4, pp. 24–30, Dec. 2017, doi: 10.1109/MCOMSTD.2017.1700042.
[4] A. S. Mirfananda and M. Suryanegara, “5G spectrum candidates beyond 6 GHz: A simulation of Jakarta environment,” Proc. - 2016 IEEE Reg. 10 Symp. TENSYMP 2016, pp. 30–35, 2016, doi: 10.1109/TENCONSpring.2016.7519373
[1] N. Hassan, K. L. A. Yau, and C. Wu, “Edge computing in 5G: A review,” IEEE Access, vol. 7. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., pp. 127276–127289, 2019. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2938534.
[2] S. Singh, A. Kumar Singh, Karunesh, A. Pandey, and R. Singh, “A Novel MIMO Microstrip Patch Antenna for 5G Applications,” in Proceedings - IEEE 2021 International Conference on Computing, Communication, and Intelligent Sistems, ICCCIS 2021, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Feb. 2021, pp. 828–833. doi: 10.1109/ICCCIS51004.2021.9397137.
[3] S. Parkvall, E. Dahlman, A. Furuskar, and M. Frenne, “NR: The new 5G radio access technology,” IEEE Communications Standards Magazine, vol. 1, no. 4, pp. 24–30, Dec. 2017, doi: 10.1109/MCOMSTD.2017.1700042.
[4] A. S. Mirfananda and M. Suryanegara, “5G spectrum candidates beyond 6 GHz: A simulation of Jakarta environment,” Proc. - 2016 IEEE Reg. 10 Symp. TENSYMP 2016, pp. 30–35, 2016, doi: 10.1109/TENCONSpring.2016.7519373
[5] A. Hikmaturokhman, K. Ramli, and M. Suryanegara, “Spectrum Considerations for 5G in Indonesia,” Proceeding - 2018 Int. Conf. ICT Rural Dev. Rural Dev. through ICT Concept, Des. Implic. IC-ICTRuDEv 2018, pp. 23–28, 2018, doi: 10.1109/ICICTR.2018.8706874.
[6] A. M. Raharjo, Z. Maryam, and R. Hakimi, “Spectrum analysis of 5G initial deployment for Indonesia,” in Proceeding of 14th International Conference on Telecommunication Sistems, Services, and Applications, TSSA 2020, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Nov. 2020. doi: 10.1109/TSSA51342.2020.9310821.
[7] M. Clenet, C. B. Ravipati, and L. Shafai, “Bandwidth enhancement of U-slot microstrip antenna using a rectangular stacked patch,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 21, no. 6, pp. 393–395, Jun. 1999, doi: 10.1002/(sici)1098- 2760(19990620)21:6
[8] H. Al-Saif, M. Usman, M. T. Chughtai, and J. Nasir, “Compact Ultra-Wide Band MIMO Antenna Sistem for Lower 5G Bands,” Wirel Commun Mob Comput, vol. 2018, 2018, doi: 10.1155/2018/2396873.
[9] Y. Y. Liu, X. Y. Zhang, and S. J. Yang, “Compact dual-band dual-polarized filtering antenna for 5G base station applications,” in 2020 International Symposium on Antennas and Propagation, ISAP 2020, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Jan. 2021, pp. 791–792. doi: 10.23919/ISAP47053.2021.9391214.
[10] W. Zhang, Z. Weng, and L. Wang, “Design of a dual-band MIMO antenna for 5G smartphone application,” in 2018 International Workshop on Antenna Technology (iWAT), 2018, pp. 1–3. doi: 10.1109/IWAT.2018.8379211.
[11] Y. Li, Z. Zhao, Z. Tang, and Y. Yin, “Differentially Fed, DualBand Dual-Polarized Filtering Antenna with High Selectivity for 5G Sub-6 GHz Base Station Applications,” IEEE Trans Antennas Propag, vol. 68, no. 4, pp. 3231–3236, Apr. 2020, doi: 10.1109/TAP.2019.2957720.
[12] W. S. Chen and Y. C. Lin, “Design of 2×2 microstrip patch array antenna for 5G C-band access point applications,” in 2018 IEEE International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition, iWEM 2018, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Nov. 2018. doi: 10.1109/iWEM.2018.8536673.
[13] G. B. Wiryawan, K. Fayakun, H. Ramza, M. A. Zakariya, E. Roza, and D. A. Cahyasiwi, “ Hairpin Antenna-Filter with Enhanced Gain for 5G Applications,” Jurnal Rekayasa Elektrika, vol. 18, no. 4, Dec. 2022, doi: 10.17529/jre.v18i4.27754.
[14] D. PARAGYA and H. SISWONO, “3.5 GHz Rectangular Patch Microstrip Antenna with Defected Ground Structure for 5G,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 8, no. 1, p. 31, Jan. 2020, doi: 10.26760/elkomika.v8i1.31.
[15] A. P. Prakusya, D. A. Nurmantris, and R. A. -, “ 4 Element MIMO Antenna For 5G Communications at 3.5 GHZ Frequency,” Jurnal Rekayasa Elektrika, vol. 18, no. 3, Sep. 2022, doi: 10.17529/jre.v18i3.26673.
[16] R. GANDARRITYAZ, M. F. E. PURNOMO, and F. H. PARTIANSYAH, “ Design, Optimization and Analysis of High Isolation Dual-Band MIMO 5G Antenna for Smartphone Implementation,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 10, no. 4, p. 783, Oct. 2022, doi: 10.26760/elkomika.v10i4.783.
[17] H. S. Singh, B. Meruva, G. K. Pandey, P. K. Bharti, and M. K. Meshram, “LOW MUTUAL COUPLING BETWEEN MIMO ANTENNAS BY USING TWO FOLDED SHORTING STRIPS,” Prog. Electromagn. Res. B, vol. 53, no. May, pp. 205–221, 2013.
[18] R. Bakale, A. Nandgaonkar, S. Deosarkar, and M. Munde, “Design of Ultra-Wideband MIMO Antenna with Dual Band Elimination Characteristics and Low Mutual coupling,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 123, no. September, pp. 237–251, 2022, doi: 10.2528/PIERC22062202

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-4 , nr katalogowy 148117 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma