5G ذیلی 6 گیگا ہرٹز کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے وائیڈ بینڈ پی سی بی اینٹینا کے حصول اور تنہائی کو بہتر بنانے کے لیے میٹا سرفیسز کا استعمال

یہ کام ذیلی 6 گیگا ہرٹز ففتھ جنریشن (5 جی) وائرلیس کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے ایک کمپیکٹ انٹیگریٹڈ ملٹی ان پٹ ملٹی آؤٹ پٹ (MIMO) میٹا سرفیس (MS) وائیڈ بینڈ اینٹینا تجویز کرتا ہے۔ مجوزہ MIMO سسٹم کی واضح نئی خوبی اس کی وسیع آپریٹنگ بینڈوتھ، زیادہ فائدہ، چھوٹے انٹر کمپوننٹ کلیئرنس، اور MIMO اجزاء کے اندر بہترین تنہائی ہے۔ اینٹینا کی ریڈیٹنگ اسپاٹ کو ترچھا، جزوی طور پر گراؤنڈ کیا جاتا ہے، اور انٹینا کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے میٹا سرفیسز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ مجوزہ پروٹو ٹائپ انٹیگریٹڈ سنگل MS اینٹینا میں 0.58λ × 0.58λ × 0.02λ کے چھوٹے طول و عرض ہیں۔ سمولیشن اور پیمائش کے نتائج 3.11 GHz سے 7.67 GHz تک وائیڈ بینڈ کی کارکردگی کو ظاہر کرتے ہیں، بشمول 8 dBi کا حاصل کردہ سب سے زیادہ فائدہ۔ چار عنصری MIMO سسٹم کو اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ ہر ایک اینٹینا ایک دوسرے کے لیے آرتھوگونل ہو اور 3.2 سے 7.6 GHz تک کمپیکٹ سائز اور وائیڈ بینڈ کی کارکردگی کو برقرار رکھے۔ مجوزہ MIMO پروٹو ٹائپ کو Rogers RT5880 سبسٹریٹ پر کم نقصان اور 1.05 کے چھوٹے سائز کے ساتھ ڈیزائن اور من گھڑت بنایا گیا ہے۔ 1.05؟ 0.02؟، اور اس کی کارکردگی کا جائزہ 10 x 10 اسپلٹ رنگ کے ساتھ مجوزہ مربع بند رِنگ ریزونیٹر سرنی کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ بنیادی مواد ایک ہی ہے۔ مجوزہ بیک پلین میٹا سرفیس اینٹینا بیک ریڈی ایشن کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے اور برقی مقناطیسی شعبوں میں ہیرا پھیری کرتا ہے، اس طرح MIMO اجزاء کی بینڈوتھ، فائدہ، اور الگ تھلگ کو بہتر بناتا ہے۔ موجودہ MIMO اینٹینا کے مقابلے میں، مجوزہ 4-پورٹ MIMO اینٹینا 5G ذیلی 6 GHz بینڈ میں 82% تک کی اوسط مجموعی کارکردگی کے ساتھ 8.3 dBi کا زیادہ فائدہ حاصل کرتا ہے اور ناپے گئے نتائج کے ساتھ اچھے معاہدے میں ہے۔ مزید برآں، ترقی یافتہ MIMO اینٹینا 0.004 سے کم کے لفافے کے ارتباطی گتانک (ECC)، تقریباً 10 dB (>9.98 dB) کا تنوع حاصل (DG) اور MIMO اجزاء (>15.5 dB) کے درمیان اعلیٰ تنہائی کے لحاظ سے بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ خصوصیات اس طرح، مجوزہ ایم ایس پر مبنی MIMO اینٹینا ذیلی 6 GHz 5G کمیونیکیشن نیٹ ورکس کے لیے اس کے قابل اطلاق ہونے کی تصدیق کرتا ہے۔
5G ٹیکنالوجی وائرلیس کمیونیکیشنز میں ایک ناقابل یقین ترقی ہے جو اربوں منسلک آلات کے لیے تیز اور زیادہ محفوظ نیٹ ورکس کو قابل بنائے گی، صارف کو "صفر" لیٹنسی (1 ملی سیکنڈ سے کم کی تاخیر) کے ساتھ تجربات فراہم کرے گی، اور الیکٹرانکس سمیت نئی ٹیکنالوجیز متعارف کرائے گی۔ طبی دیکھ بھال، فکری تعلیم۔ سمارٹ سٹیز، سمارٹ ہومز، ورچوئل رئیلٹی (VR)، سمارٹ فیکٹریاں اور گاڑیوں کا انٹرنیٹ (IoV) ہماری زندگیوں، معاشرے اور صنعتوں کو تبدیل کر رہے ہیں 1,2,3۔ یو ایس فیڈرل کمیونیکیشن کمیشن (FCC) 5G سپیکٹرم کو چار فریکوئنسی بینڈز4 میں تقسیم کرتا ہے۔ 6 گیگا ہرٹز سے نیچے کا فریکوئنسی بینڈ محققین کے لیے دلچسپی کا باعث ہے کیونکہ یہ اعلیٰ ڈیٹا ریٹ 5,6 کے ساتھ لمبی دوری کی بات چیت کی اجازت دیتا ہے۔ گلوبل 5G کمیونیکیشنز کے لیے ذیلی 6 GHz 5G سپیکٹرم مختص تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ تمام ممالک 5G کمیونیکیشنز7,8 کے لیے ذیلی 6 GHz سپیکٹرم پر غور کر رہے ہیں۔ اینٹینا 5G نیٹ ورک کا ایک اہم حصہ ہیں اور اس کے لیے مزید بیس اسٹیشن اور یوزر ٹرمینل اینٹینا کی ضرورت ہوگی۔
مائیکرو اسٹریپ پیچ اینٹینا میں پتلے پن اور فلیٹ ڈھانچے کے فوائد ہیں، لیکن بینڈوڈتھ اور گین 9,10 میں محدود ہیں، اینٹینا کے گین اور بینڈوڈتھ کو بڑھانے کے لیے بہت زیادہ تحقیق کی گئی ہے۔ حالیہ برسوں میں، میٹا سرفیسز (MS) کو اینٹینا ٹیکنالوجیز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، خاص طور پر فائدہ اور تھرو پٹ 11,12 کو بہتر بنانے کے لیے، تاہم، یہ اینٹینا ایک ہی بندرگاہ تک محدود ہیں۔ MIMO ٹیکنالوجی وائرلیس کمیونیکیشن کا ایک اہم پہلو ہے کیونکہ یہ ڈیٹا کو منتقل کرنے کے لیے بیک وقت متعدد اینٹینا استعمال کر سکتی ہے، اس طرح ڈیٹا کی شرح، اسپیکٹرل کارکردگی، چینل کی صلاحیت، اور وشوسنییتا13,14,15 کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ MIMO اینٹینا 5G ایپلیکیشنز کے لیے ممکنہ امیدوار ہیں کیونکہ وہ اضافی پاور 16,17 کی ضرورت کے بغیر متعدد چینلز پر ڈیٹا منتقل اور وصول کر سکتے ہیں۔ MIMO اجزاء کے درمیان باہمی جوڑے کا اثر MIMO عناصر کے مقام اور MIMO اینٹینا کے حصول پر منحصر ہے، جو محققین کے لیے ایک بڑا چیلنج ہے۔ اعداد و شمار 18، 19، اور 20 مختلف MIMO اینٹینا دکھاتے ہیں جو 5G ذیلی 6 GHz بینڈ میں کام کرتے ہیں، یہ سبھی اچھی MIMO تنہائی اور کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ تاہم، ان مجوزہ نظاموں کا فائدہ اور آپریٹنگ بینڈوڈتھ کم ہے۔
میٹی میٹریلز (MMs) نئے مواد ہیں جو فطرت میں موجود نہیں ہیں اور برقی مقناطیسی لہروں کو جوڑ سکتے ہیں، اس طرح انٹینا 21,22,23,24 کی کارکردگی کو بہتر بناتے ہیں۔ ایم ایم اب اینٹینا ٹیکنالوجی میں تابکاری کے پیٹرن، بینڈوتھ، فائدہ، اور اینٹینا عناصر اور وائرلیس کمیونیکیشن سسٹم کے درمیان تنہائی کو بہتر بنانے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، جیسا کہ 25، 26، 27، 28 میں زیر بحث آیا ہے۔ 2029 میں، چار عناصر پر مبنی MIMO سسٹم میٹا سرفیس، جس میں اینٹینا سیکشن کو میٹا سرفیس اور زمین کے درمیان بغیر ہوا کے فرق کے سینڈویچ کیا جاتا ہے، جو MIMO کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ تاہم، اس ڈیزائن میں بڑا سائز، کم آپریٹنگ فریکوئنسی اور پیچیدہ ڈھانچہ ہے۔ MIMO30 اجزاء کی تنہائی کو بہتر بنانے کے لیے مجوزہ 2-پورٹ وائیڈ بینڈ MIMO اینٹینا میں ایک برقی مقناطیسی بینڈ گیپ (EBG) اور گراؤنڈ لوپ شامل ہیں۔ ڈیزائن کردہ اینٹینا میں MIMO تنوع کی اچھی کارکردگی اور دو MIMO انٹینا کے درمیان بہترین تنہائی ہے، لیکن صرف دو MIMO اجزاء استعمال کرنے سے فائدہ کم ہوگا۔ اس کے علاوہ، in31 نے الٹرا وائیڈ بینڈ (UWB) ڈوئل پورٹ MIMO اینٹینا بھی تجویز کیا اور میٹا میٹریلز کا استعمال کرتے ہوئے اس کی MIMO کارکردگی کی چھان بین کی۔ اگرچہ یہ اینٹینا UWB آپریشن کے قابل ہے، لیکن اس کا فائدہ کم ہے اور دونوں انٹینا کے درمیان تنہائی ناقص ہے۔ کام in32 ایک 2-پورٹ MIMO سسٹم کی تجویز کرتا ہے جو برقی مقناطیسی بینڈ گیپ (EBG) ریفلیکٹر استعمال کرتا ہے تاکہ فائدہ کو بڑھا سکے۔ اگرچہ ترقی یافتہ اینٹینا سرنی میں زیادہ فائدہ اور MIMO تنوع کی اچھی کارکردگی ہے، لیکن اس کا بڑا سائز اسے اگلی نسل کے مواصلاتی آلات میں لاگو کرنا مشکل بنا دیتا ہے۔ ایک اور ریفلیکٹر پر مبنی براڈ بینڈ اینٹینا 33 میں تیار کیا گیا تھا، جہاں ریفلیکٹر کو اینٹینا کے نیچے 22 ملی میٹر کے بڑے فرق کے ساتھ ضم کیا گیا تھا، جس میں 4.87 ڈی بی کے نچلے چوٹی کے اضافے کی نمائش کی گئی تھی۔ پیپر 34 mmWave ایپلی کیشنز کے لیے چار پورٹ والا MIMO اینٹینا ڈیزائن کرتا ہے، جو MIMO سسٹم کی تنہائی اور فائدہ کو بہتر بنانے کے لیے MS پرت کے ساتھ مربوط ہے۔ تاہم، یہ اینٹینا اچھا فائدہ اور تنہائی فراہم کرتا ہے، لیکن ہوا کے بڑے فرق کی وجہ سے اس میں محدود بینڈوتھ اور ناقص مکینیکل خصوصیات ہیں۔ اسی طرح، 2015 میں، 7.4 dBi کے زیادہ سے زیادہ فائدہ کے ساتھ mmWave کمیونیکیشنز کے لیے تین جوڑے، 4-پورٹ بوٹی کے سائز کا میٹا سرفیس-انٹیگریٹڈ MIMO اینٹینا تیار کیا گیا تھا۔ B36 MS کا استعمال 5G اینٹینا کے پچھلے حصے میں اینٹینا کے فائدہ کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے، جہاں میٹا سرفیس ایک ریفلیکٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔ تاہم، ایم ایس کا ڈھانچہ غیر متناسب ہے اور یونٹ سیل ڈھانچے پر کم توجہ دی گئی ہے۔
مندرجہ بالا تجزیہ کے نتائج کے مطابق، مندرجہ بالا اینٹینا میں سے کسی میں بھی زیادہ فائدہ، بہترین تنہائی، MIMO کارکردگی اور وسیع بینڈ کوریج نہیں ہے۔ لہذا، ابھی بھی ایک میٹا سرفیس MIMO اینٹینا کی ضرورت ہے جو 6 GHz سے کم 5G اسپیکٹرم فریکوئنسی کو زیادہ فائدہ اور تنہائی کے ساتھ کور کر سکے۔ مندرجہ بالا لٹریچر کی حدود کو مدنظر رکھتے ہوئے، سب 6 گیگا ہرٹز وائرلیس کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے ایک وسیع بینڈ فور ایلیمینٹ MIMO اینٹینا سسٹم تجویز کیا گیا ہے جس میں زیادہ فائدہ اور بہترین تنوع کی کارکردگی ہے۔ اس کے علاوہ، مجوزہ MIMO اینٹینا MIMO اجزاء، چھوٹے عنصر کے فرق، اور اعلی تابکاری کی کارکردگی کے درمیان بہترین تنہائی کو ظاہر کرتا ہے۔ اینٹینا پیچ کو ترچھا ترچھا کیا جاتا ہے اور میٹا سرفیس کے اوپر 12 ملی میٹر ایئر گیپ کے ساتھ رکھا جاتا ہے، جو اینٹینا سے بیک ریڈی ایشن کو منعکس کرتا ہے اور اینٹینا کے حاصل اور ڈائریکٹیوٹی کو بہتر بناتا ہے۔ اس کے علاوہ، مجوزہ سنگل اینٹینا کا استعمال ایک چار عنصری MIMO اینٹینا بنانے کے لیے کیا جاتا ہے جس میں ہر ایک اینٹینا کو ایک دوسرے کے ساتھ آرتھوگونی طور پر پوزیشن میں رکھ کر اعلیٰ MIMO کارکردگی کا مظاہرہ کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد تیار کردہ MIMO اینٹینا کو اخراج کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے تانبے کے بیک پلین کے ساتھ 10 × 10 MS سرنی کے اوپر مربوط کیا گیا۔ ڈیزائن میں ایک وسیع آپریٹنگ رینج (3.08-7.75 GHz)، 8.3 dBi کا زیادہ فائدہ اور 82% کی اعلی اوسط مجموعی کارکردگی کے ساتھ ساتھ MIMO اینٹینا کے اجزاء کے درمیان −15.5 dB سے زیادہ کی بہترین تنہائی شامل ہے۔ تیار کردہ MS پر مبنی MIMO اینٹینا کو 3D برقی مقناطیسی سافٹ ویئر پیکج CST Studio 2019 کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا گیا اور تجرباتی مطالعات کے ذریعے اس کی تصدیق کی گئی۔
یہ سیکشن مجوزہ فن تعمیر اور سنگل اینٹینا ڈیزائن کے طریقہ کار کا تفصیلی تعارف فراہم کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، نقلی اور مشاہدہ شدہ نتائج پر تفصیل سے بحث کی گئی ہے، بشمول بکھرنے والے پیرامیٹرز، حاصل، اور میٹا سرفیس کے ساتھ اور اس کے بغیر مجموعی کارکردگی۔ پروٹوٹائپ اینٹینا ایک راجرز 5880 کم نقصان والے ڈائی الیکٹرک سبسٹریٹ پر تیار کیا گیا تھا جس کی موٹائی 1.575 ملی میٹر ہے جس کا ڈائی الیکٹرک مستقل 2.2 ہے۔ ڈیزائن کو تیار کرنے اور اس کی نقل کرنے کے لیے، برقی مقناطیسی سمیلیٹر پیکج CST سٹوڈیو 2019 استعمال کیا گیا۔
شکل 2 سنگل عنصر اینٹینا کے مجوزہ فن تعمیر اور ڈیزائن ماڈل کو دکھاتا ہے۔ اچھی طرح سے قائم شدہ ریاضیاتی مساوات37 کے مطابق، انٹینا ایک لکیری طور پر کھلائے جانے والے مربع ریڈیٹنگ اسپاٹ اور ایک تانبے کے زمینی جہاز پر مشتمل ہوتا ہے (جیسا کہ مرحلہ 1 میں بیان کیا گیا ہے) اور 10.8 GHz پر ایک بہت ہی تنگ بینڈوتھ کے ساتھ گونجتا ہے، جیسا کہ شکل 3b میں دکھایا گیا ہے۔ اینٹینا ریڈی ایٹر کے ابتدائی سائز کا تعین درج ذیل ریاضیاتی تعلق سے کیا جاتا ہے۔
جہاں \(P_{L}\) اور \(P_{w}\) پیچ کی لمبائی اور چوڑائی ہیں، c روشنی کی رفتار کو ظاہر کرتا ہے، \(\gamma_{r}\) سبسٹریٹ کا ڈائی الیکٹرک مستقل ہے . , \(\gamma_{reff }\) تابکاری جگہ کی مؤثر ڈائی الیکٹرک قدر کی نمائندگی کرتا ہے، \(\Delta L\) جگہ کی لمبائی میں تبدیلی کی نمائندگی کرتا ہے۔ اینٹینا بیک پلین کو دوسرے مرحلے میں بہتر بنایا گیا تھا، جس نے 10 ڈی بی کی بہت کم مائبادی بینڈوتھ کے باوجود مائبادی بینڈوتھ میں اضافہ کیا۔ تیسرے مرحلے میں، فیڈر کی پوزیشن کو دائیں طرف منتقل کیا جاتا ہے، جس سے مجوزہ اینٹینا38 کی امپیڈینس بینڈوڈتھ اور امپیڈینس میچنگ میں بہتری آتی ہے۔ اس مرحلے پر، انٹینا 4 GHz کی بہترین آپریٹنگ بینڈوتھ کا مظاہرہ کرتا ہے اور 5G میں 6 GHz سے کم سپیکٹرم کا احاطہ کرتا ہے۔ چوتھے اور آخری مرحلے میں تابکاری کی جگہ کے مخالف کونوں میں مربع نالیوں کو کھینچنا شامل ہے۔ یہ سلاٹ نمایاں طور پر 4.56 GHz بینڈوتھ کو پھیلاتا ہے تاکہ ذیلی 6 GHz 5G اسپیکٹرم کو 3.11 GHz سے 7.67 GHz تک کا احاطہ کرے، جیسا کہ شکل 3b میں دکھایا گیا ہے۔ مجوزہ ڈیزائن کے سامنے اور نیچے کے نقطہ نظر کو شکل 3a میں دکھایا گیا ہے، اور حتمی مطلوبہ ڈیزائن کے پیرامیٹرز حسب ذیل ہیں: SL = 40 mm، Pw = 18 mm، PL = 18 mm، gL = 12 mm، fL = 11۔ mm, fW = 4 .7 mm, c1 = 2 mm, c2 = 9.65 mm, c3 = 1.65 mm۔
(a) ڈیزائن کردہ سنگل اینٹینا (CST STUDIO SUITE 2019) کے اوپر اور پیچھے کے نظارے۔ (b) S-پیرامیٹر وکر۔
میٹا سرفیس ایک اصطلاح ہے جو ایک دوسرے سے ایک مخصوص فاصلے پر واقع یونٹ خلیوں کی متواتر صف سے مراد ہے۔ میٹا سرفیسز اینٹینا تابکاری کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا ایک مؤثر طریقہ ہے، بشمول بینڈوتھ، فائدہ، اور MIMO اجزاء کے درمیان الگ تھلگ۔ سطح کی لہر کے پھیلاؤ کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، میٹا سرفیس اضافی گونج پیدا کرتے ہیں جو اینٹینا کی بہتر کارکردگی میں حصہ ڈالتے ہیں۔ یہ کام 6 GHz سے نیچے 5G بینڈ میں کام کرنے والے ایک epsilon-negative metamaterial (MM) یونٹ کی تجویز پیش کرتا ہے۔ 8mm×8mm کے سطحی رقبے کے ساتھ MM کو کم نقصان والے Rogers 5880 سبسٹریٹ پر تیار کیا گیا تھا جس کا ڈائی الیکٹرک مستقل 2.2 اور موٹائی 1.575mm ہے۔ آپٹمائزڈ MM ریزونیٹر پیچ ایک اندرونی سرکلر اسپلٹ رِنگ پر مشتمل ہے جو دو ترمیم شدہ بیرونی سپلٹ رِنگز سے منسلک ہے، جیسا کہ شکل 4a میں دکھایا گیا ہے۔ شکل 4a مجوزہ MM سیٹ اپ کے حتمی اصلاح شدہ پیرامیٹرز کا خلاصہ کرتا ہے۔ اس کے بعد، 40 × 40 ملی میٹر اور 80 × 80 ملی میٹر میٹا سرفیس پرتیں تانبے کے بیک پلین کے بغیر اور تانبے کے بیک پلین کے ساتھ بالترتیب 5 × 5 اور 10 × 10 سیل اریوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی گئیں۔ ایم ایم کے مجوزہ ڈھانچے کو 3D برقی مقناطیسی ماڈلنگ سافٹ ویئر "CST سٹوڈیو سویٹ 2019" کا استعمال کرتے ہوئے ماڈل بنایا گیا تھا۔ مجوزہ MM سرنی ڈھانچہ اور پیمائش کے سیٹ اپ کا ایک من گھڑت پروٹو ٹائپ (ڈبل پورٹ نیٹ ورک اینالائزر PNA اور ویو گائیڈ پورٹ) اصل جواب کا تجزیہ کرکے CST سمولیشن کے نتائج کو درست کرنے کے لیے شکل 4b میں دکھایا گیا ہے۔ پیمائش کے سیٹ اپ نے سگنل بھیجنے اور وصول کرنے کے لیے دو ویو گائیڈ کواکسیئل اڈاپٹر (A-INFOMW، حصہ نمبر: 187WCAS) کے ساتھ مل کر ایک Agilent PNA سیریز نیٹ ورک تجزیہ کار کا استعمال کیا۔ ایک پروٹو ٹائپ 5×5 سرنی دو ویو گائیڈ کواکسیئل اڈاپٹر کے درمیان رکھی گئی تھی جو کواکسیل کیبل کے ذریعے دو بندرگاہوں کے نیٹ ورک تجزیہ کار (Agilent PNA N5227A) سے منسلک کیا گیا تھا۔ Agilent N4694-60001 انشانکن کٹ ایک پائلٹ پلانٹ میں نیٹ ورک تجزیہ کار کیلیبریٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. مجوزہ پروٹوٹائپ MM سرنی کے مصنوعی اور CST مشاہدہ شدہ بکھرنے والے پیرامیٹرز کو شکل 5a میں دکھایا گیا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مجوزہ ایم ایم ڈھانچہ 6 گیگا ہرٹز سے نیچے 5G فریکوئنسی رینج میں گونجتا ہے۔ 10 ڈی بی کی بینڈوتھ میں چھوٹے فرق کے باوجود، مصنوعی اور تجرباتی نتائج بہت ملتے جلتے ہیں۔ مشاہدہ شدہ گونج کی گونج کی فریکوئنسی، بینڈوتھ، اور طول و عرض نقلی سے قدرے مختلف ہیں، جیسا کہ شکل 5a میں دکھایا گیا ہے۔ مشاہدہ شدہ اور نقلی نتائج کے درمیان یہ فرق مینوفیکچرنگ کی خامیوں، پروٹو ٹائپ اور ویو گائیڈ بندرگاہوں کے درمیان چھوٹی کلیئرنس، ویو گائیڈ بندرگاہوں اور صف کے اجزاء کے درمیان جوڑے کے اثرات، اور پیمائش کی رواداری کی وجہ سے ہیں۔ اس کے علاوہ، تجرباتی سیٹ اپ میں ویو گائیڈ بندرگاہوں کے درمیان تیار شدہ پروٹو ٹائپ کی مناسب جگہ کا نتیجہ گونج میں تبدیلی کا باعث بن سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، انشانکن مرحلے کے دوران ناپسندیدہ شور دیکھا گیا، جس کی وجہ سے عددی اور ناپے گئے نتائج کے درمیان تضادات پیدا ہوئے۔ تاہم، ان مشکلات کے علاوہ، مجوزہ MM سرنی پروٹوٹائپ تخروپن اور تجربے کے درمیان مضبوط ارتباط کی وجہ سے اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، جو اسے ذیلی 6 GHz 5G وائرلیس کمیونیکیشن ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتا ہے۔
(a) یونٹ سیل جیومیٹری (S1 = 8 mm, S2 = 7 mm, S3 = 5 mm, f1, f2, f4 = 0.5 mm, f3 = 0.75 mm, h1 = 0.5 mm, h2 = 1 .75 mm) (CST اسٹوڈیو سوٹ) ) 2019) (b) ایم ایم ماپنے والے سیٹ اپ کی تصویر۔
(a) میٹا میٹریل پروٹو ٹائپ کے بکھرنے والے پیرامیٹر منحنی خطوط کی نقل اور تصدیق۔ (b) ایک MM یونٹ سیل کا ڈائی الیکٹرک مستقل وکر۔
MM یونٹ سیل کے رویے کا مزید تجزیہ کرنے کے لیے CST الیکٹرومیگنیٹک سمیلیٹر کی بلٹ ان پوسٹ پروسیسنگ تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے متعلقہ موثر پیرامیٹرز جیسے موثر ڈائی الیکٹرک مستقل، مقناطیسی پارگمیتا، اور ریفریکٹیو انڈیکس کا مطالعہ کیا گیا۔ مؤثر MM پیرامیٹرز ایک مضبوط تعمیر نو کا طریقہ استعمال کرتے ہوئے بکھرنے والے پیرامیٹرز سے حاصل کیے جاتے ہیں۔ مندرجہ ذیل ٹرانسمیٹینس اور ریفلیکشن گتانک مساوات: (3) اور (4) کو ریفریکٹیو انڈیکس اور مائبادا کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (40 دیکھیں)۔
آپریٹر کے حقیقی اور خیالی حصوں کو بالترتیب (.)' اور (.)" سے ظاہر کیا جاتا ہے، اور عددی قدر m حقیقی اضطراری انڈیکس سے مطابقت رکھتی ہے۔ ڈائی الیکٹرک مستقل اور پارگمیتا کا تعین فارمولوں \(\varepsilon { } = { }n/z,\) اور \(\mu = nz\) سے کیا جاتا ہے، جو بالترتیب رکاوٹ اور ریفریکٹیو انڈیکس پر مبنی ہیں۔ ایم ایم ڈھانچے کا موثر ڈائی الیکٹرک مستقل وکر شکل 5b میں دکھایا گیا ہے۔ گونجنے والی فریکوئنسی پر، موثر ڈائی الیکٹرک مستقل منفی ہوتا ہے۔ اعداد و شمار 6a،b مجوزہ یونٹ سیل کے موثر پارگمیتا (μ) اور موثر ریفریکٹیو انڈیکس (n) کی نکالی ہوئی اقدار کو ظاہر کرتے ہیں۔ خاص طور پر، نکالی گئی پارگمیبلٹیز صفر کے قریب مثبت حقیقی اقدار کی نمائش کرتی ہیں، جو مجوزہ ایم ایم ڈھانچے کی ایپسیلون-منفی (ENG) خصوصیات کی تصدیق کرتی ہے۔ مزید برآں، جیسا کہ شکل 6a میں دکھایا گیا ہے، صفر کے قریب پارگمیتا پر گونج گونجنے والی تعدد سے مضبوطی سے متعلق ہے۔ تیار شدہ یونٹ سیل میں منفی ریفریکٹیو انڈیکس (تصویر 6b) ہے، جس کا مطلب ہے کہ مجوزہ ایم ایم کو اینٹینا کی کارکردگی 21,41 کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
مجوزہ ڈیزائن کو تجرباتی طور پر جانچنے کے لیے سنگل براڈ بینڈ اینٹینا کا تیار کردہ پروٹو ٹائپ بنایا گیا تھا۔ اعداد و شمار 7a،b مجوزہ پروٹوٹائپ سنگل اینٹینا، اس کے ساختی حصوں اور قریب فیلڈ پیمائش سیٹ اپ (SATIMO) کی تصاویر دکھاتے ہیں۔ اینٹینا کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، تیار شدہ میٹا سرفیس کو اینٹینا کے نیچے تہوں میں رکھا جاتا ہے، جیسا کہ شکل 8a میں دکھایا گیا ہے، اونچائی h کے ساتھ۔ سنگل اینٹینا کے عقب میں 12 ملی میٹر کے وقفوں پر ایک 40mm x 40mm ڈبل لیئر میٹا سرفیس لگایا گیا تھا۔ اس کے علاوہ، بیک پلین کے ساتھ ایک میٹا سرفیس سنگل اینٹینا کے عقبی حصے پر 12 ملی میٹر کے فاصلے پر رکھا گیا ہے۔ میٹا سرفیس لگانے کے بعد، سنگل انٹینا کارکردگی میں نمایاں بہتری کو ظاہر کرتا ہے، جیسا کہ اعداد و شمار 1 اور 2 میں دکھایا گیا ہے۔ اعداد و شمار 8 اور 9۔ شکل 8b میٹا سرفیس کے بغیر اور اس کے ساتھ سنگل اینٹینا کے لیے نقلی اور ماپا عکاسی پلاٹ دکھاتا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ میٹا سرفیس والے اینٹینا کا کوریج بینڈ بغیر میٹا سرفیس کے اینٹینا کے کوریج بینڈ سے بہت ملتا جلتا ہے۔ اعداد و شمار 9a،b آپریٹنگ سپیکٹرم میں MS کے بغیر اور اس کے ساتھ مصنوعی اور مشاہدہ شدہ سنگل اینٹینا حاصل اور مجموعی کارکردگی کا موازنہ دکھاتے ہیں۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ نان میٹا سرفیس اینٹینا کے مقابلے میں، میٹا سرفیس اینٹینا کا فائدہ نمایاں طور پر بہتر ہوا ہے، جو 5.15 dBi سے بڑھ کر 8 dBi ہو گیا ہے۔ سنگل لیئر میٹا سرفیس، ڈوئل لیئر میٹا سرفیس، اور بیک پلین میٹا سرفیس کے ساتھ سنگل اینٹینا کے حاصل میں بالترتیب 6 dBi، 6.9 dBi، اور 8 dBi کا اضافہ ہوا۔ دیگر میٹا سرفیس (سنگل لیئر اور ڈبل لیئر MCs) کے مقابلے میں، تانبے کے بیک پلین کے ساتھ سنگل میٹا سرفیس اینٹینا کا فائدہ 8 dBi تک ہے۔ اس صورت میں، میٹا سرفیس ایک ریفلیکٹر کے طور پر کام کرتا ہے، اینٹینا کی بیک ریڈی ایشن کو کم کرتا ہے اور فیز میں برقی مقناطیسی لہروں کو جوڑتا ہے، اس طرح اینٹینا کی تابکاری کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے اور اس وجہ سے فائدہ ہوتا ہے۔ میٹا سرفیس کے بغیر اور اس کے ساتھ واحد اینٹینا کی مجموعی کارکردگی کا مطالعہ تصویر 9b میں دکھایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ میٹا سرفیس کے ساتھ اور بغیر انٹینا کی کارکردگی تقریباً ایک جیسی ہے۔ کم فریکوئنسی رینج میں، اینٹینا کی کارکردگی قدرے کم ہو جاتی ہے۔ تجرباتی اور نقلی فائدہ اور کارکردگی کے منحنی خطوط اچھے معاہدے میں ہیں۔ تاہم، مینوفیکچرنگ نقائص، پیمائش کی رواداری، SMA پورٹ کنکشن کے نقصان، اور تار کے نقصان کی وجہ سے نقلی اور آزمائشی نتائج کے درمیان معمولی فرق ہے۔ اس کے علاوہ، اینٹینا اور ایم ایس ریفلیکٹر نایلان اسپیسرز کے درمیان واقع ہیں، جو کہ ایک اور مسئلہ ہے جو نقلی نتائج کے مقابلے میں مشاہدہ شدہ نتائج کو متاثر کرتا ہے۔
شکل (a) مکمل شدہ سنگل اینٹینا اور اس سے وابستہ اجزاء کو دکھاتی ہے۔ (b) نزدیکی فیلڈ پیمائش سیٹ اپ (SATIMO)۔
(a) میٹا سرفیس ریفلیکٹرز (CST اسٹوڈیو سویٹ 2019) کا استعمال کرتے ہوئے اینٹینا کی حوصلہ افزائی۔ (b) MS کے بغیر اور اس کے ساتھ ایک ہی اینٹینا کی مصنوعی اور تجرباتی عکاسی۔
(a) حاصل شدہ فائدہ اور (b) مجوزہ میٹا سرفیس اثر اینٹینا کی مجموعی کارکردگی کے نقالی اور پیمائش کے نتائج۔
ایم ایس کا استعمال کرتے ہوئے بیم پیٹرن کا تجزیہ۔ سنگل اینٹینا کے قریب فیلڈ کی پیمائش UKM SATIMO نیئر فیلڈ سسٹمز لیبارٹری کے SATIMO نیئر فیلڈ تجرباتی ماحول میں کی گئی۔ اعداد و شمار 10a، b MS کے ساتھ اور اس کے بغیر مجوزہ سنگل اینٹینا کے لیے 5.5 GHz پر نقلی اور مشاہدہ شدہ E-plan اور H-plan تابکاری کے نمونے دکھاتے ہیں۔ تیار شدہ سنگل اینٹینا (ایم ایس کے بغیر) سائیڈ لاب ویلیوز کے ساتھ ایک مستقل دو طرفہ تابکاری کا نمونہ فراہم کرتا ہے۔ مجوزہ ایم ایس ریفلیکٹر لگانے کے بعد، انٹینا یک سمتی تابکاری کا نمونہ فراہم کرتا ہے اور بیک لابس کی سطح کو کم کرتا ہے، جیسا کہ اعداد و شمار 10a، b میں دکھایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ کاپر بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس کا استعمال کرتے وقت مجوزہ سنگل اینٹینا ریڈی ایشن پیٹرن زیادہ مستحکم اور بہت کم بیک اور سائیڈ لابس کے ساتھ یک سمت ہے۔ مجوزہ ایم ایم اری ریفلیکٹر اینٹینا کے پچھلے اور سائیڈ لابس کو کم کرتا ہے جبکہ کرنٹ کو یک طرفہ سمتوں (تصویر 10a، b) میں ڈائریکٹ کرکے ریڈی ایشن کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے، اس طرح فائدہ اور ڈائریکٹیوٹی میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ دیکھا گیا کہ تجرباتی تابکاری کا نمونہ تقریباً CST سمیلیشنز کے مقابلے میں تھا، لیکن مختلف جمع اجزاء، پیمائش کی رواداری، اور کیبلنگ کے نقصانات کی غلط ترتیب کی وجہ سے قدرے مختلف تھا۔ اس کے علاوہ، اینٹینا اور ایم ایس ریفلیکٹر کے درمیان ایک نایلان اسپیسر ڈالا گیا، جو کہ عددی نتائج کے مقابلے میں مشاہدہ شدہ نتائج کو متاثر کرنے والا ایک اور مسئلہ ہے۔
5.5 گیگا ہرٹز کی فریکوئنسی پر تیار کردہ سنگل اینٹینا (ایم ایس کے بغیر اور ایم ایس کے ساتھ) کے ریڈی ایشن پیٹرن کو مصنوعی اور جانچا گیا۔
مجوزہ MIMO اینٹینا جیومیٹری کو شکل 11 میں دکھایا گیا ہے اور اس میں چار سنگل انٹینا شامل ہیں۔ MIMO اینٹینا کے چار اجزا ایک دوسرے کے ساتھ آرتھوگونی طور پر ترتیب دیئے گئے ہیں ایک دوسرے کے ساتھ طول و عرض 80 × 80 × 1.575 ملی میٹر، جیسا کہ شکل 11 میں دکھایا گیا ہے۔ ڈیزائن کردہ MIMO اینٹینا کا ایک بین عنصری فاصلہ 22 ملی میٹر ہے، جو اس سے چھوٹا ہے۔ اینٹینا کا قریب ترین متعلقہ بین عنصری فاصلہ۔ MIMO اینٹینا تیار ہوا۔ اس کے علاوہ، زمینی جہاز کا حصہ ایک ہی اینٹینا کے طور پر اسی طرح واقع ہے. شکل 12a میں دکھائے گئے MIMO اینٹینا (S11, S22, S33, اور S44) کی عکاسی کی قدریں 3.2–7.6 GHz بینڈ میں گونجنے والے واحد عنصر کے اینٹینا کی طرح ہی رویے کو ظاہر کرتی ہیں۔ لہذا، ایک MIMO اینٹینا کی مائبادا بینڈوتھ بالکل ایک ہی اینٹینا کی طرح ہے۔ MIMO اجزاء کے درمیان جوڑے کا اثر MIMO اینٹینا کے چھوٹے بینڈوتھ کے نقصان کی بنیادی وجہ ہے۔ شکل 12b MIMO اجزاء پر باہمی ربط کا اثر دکھاتا ہے، جہاں MIMO اجزاء کے درمیان زیادہ سے زیادہ تنہائی کا تعین کیا گیا تھا۔ اینٹینا 1 اور 2 کے درمیان تنہائی تقریبا -13.6 dB پر سب سے کم ہے، اور انٹینا 1 اور 4 کے درمیان تنہائی تقریبا -30.4 dB پر سب سے زیادہ ہے۔ اس کے چھوٹے سائز اور وسیع بینڈوتھ کی وجہ سے، اس MIMO اینٹینا میں کم فائدہ اور کم تھرو پٹ ہے۔ موصلیت کم ہے، اس لیے زیادہ کمک اور موصلیت کی ضرورت ہے۔
مجوزہ MIMO اینٹینا (a) ٹاپ ویو اور (b) زمینی جہاز کا ڈیزائن میکانزم۔ (CST اسٹوڈیو سویٹ 2019)۔
مجوزہ میٹا سرفیس MIMO اینٹینا کا ہندسی انتظام اور حوصلہ افزائی کا طریقہ تصویر 13a میں دکھایا گیا ہے۔ 80x80x1.575mm کے طول و عرض کے ساتھ 10x10mm میٹرکس 12mm اونچے MIMO اینٹینا کے پچھلے حصے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 13a میں دکھایا گیا ہے۔ مزید برآں، تانبے کے بیک پلینز کے ساتھ میٹا سرفیسز MIMO انٹینا میں اپنی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیے گئے ہیں۔ میٹا سرفیس اور MIMO اینٹینا کے درمیان فاصلہ زیادہ فائدہ حاصل کرنے کے لیے اہم ہے جبکہ اینٹینا سے پیدا ہونے والی لہروں اور میٹا سرفیس سے جھلکنے والی لہروں کے درمیان تعمیری مداخلت کی اجازت دیتا ہے۔ MIMO عناصر کے درمیان زیادہ سے زیادہ فائدہ اور تنہائی کے لیے سہ ماہی لہر کے معیار کو برقرار رکھتے ہوئے اینٹینا اور میٹا سرفیس کے درمیان اونچائی کو بہتر بنانے کے لیے وسیع پیمانے پر ماڈلنگ کی گئی۔ MIMO اینٹینا کی کارکردگی میں نمایاں بہتری جو بیک پلینز کے ساتھ میٹا سرفیسز کو بیک پلینز کے بغیر میٹا سرفیسز کے مقابلے میں استعمال کرکے حاصل کی گئی ہیں ان کو بعد کے ابواب میں دکھایا جائے گا۔
(a) MS (CST STUDIO SUITE 2019) کا استعمال کرتے ہوئے مجوزہ MIMO اینٹینا کا CST سمولیشن سیٹ اپ، (b) MS کے بغیر اور MS کے ساتھ تیار کردہ MIMO سسٹم کے ریفلیکٹنس کروز۔
میٹا سرفیس کے ساتھ اور اس کے بغیر MIMO اینٹینا کی عکاسی شکل 13b میں دکھائی گئی ہے، جہاں S11 اور S44 MIMO سسٹم میں تمام انٹینا کے تقریباً ایک جیسے رویے کی وجہ سے پیش کیے گئے ہیں۔ یہ بات قابل غور ہے کہ MIMO اینٹینا کی -10 dB مائبادی بینڈوتھ بغیر کسی ایک میٹا سرفیس کے تقریباً ایک جیسی ہے۔ اس کے برعکس، مجوزہ MIMO اینٹینا کی امپیڈینس بینڈوتھ کو ڈوئل لیئر MS اور backplane MS کے ذریعے بہتر بنایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ MS کے بغیر، MIMO اینٹینا سینٹر فریکوئنسی کے مقابلے میں 81.5% (3.2-7.6 GHz) کی فریکشنل بینڈوڈتھ فراہم کرتا ہے۔ MS کو بیک پلین کے ساتھ ضم کرنے سے مجوزہ MIMO اینٹینا کی رکاوٹ بینڈوتھ 86.3% (3.08–7.75 GHz) تک بڑھ جاتی ہے۔ اگرچہ دوہری پرت کا ایم ایس تھرو پٹ بڑھاتا ہے، لیکن بہتری تانبے کے بیک پلین والے ایم ایس سے کم ہے۔ مزید یہ کہ، دوہری پرت والا MC اینٹینا کا سائز بڑھاتا ہے، اس کی لاگت بڑھاتا ہے، اور اس کی حد کو محدود کرتا ہے۔ ڈیزائن کردہ MIMO اینٹینا اور میٹا سرفیس ریفلیکٹر کو نقلی نتائج کی توثیق کرنے اور اصل کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے من گھڑت اور تصدیق شدہ ہے۔ شکل 14a مختلف اجزاء کے ساتھ من گھڑت MS پرت اور MIMO اینٹینا کو دکھاتا ہے، جبکہ Figure 14b تیار شدہ MIMO سسٹم کی تصویر دکھاتا ہے۔ MIMO اینٹینا میٹا سرفیس کے اوپر چار نایلان اسپیسرز کا استعمال کرتے ہوئے نصب کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 14b میں دکھایا گیا ہے۔ شکل 15a ترقی یافتہ MIMO اینٹینا سسٹم کے قریب فیلڈ تجرباتی سیٹ اپ کا ایک سنیپ شاٹ دکھاتا ہے۔ ایک PNA نیٹ ورک تجزیہ کار (Agilent Technologies PNA N5227A) بکھرنے والے پیرامیٹرز کا تخمینہ لگانے اور UKM SATIMO Near-Feld Systems Laboratory میں نزدیکی فیلڈ کے اخراج کی خصوصیات کا جائزہ لینے اور ان کی خصوصیات کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔
(a) SATIMO کے قریب فیلڈ پیمائش کی تصاویر (b) MS کے ساتھ اور بغیر S11 MIMO اینٹینا کے مصنوعی اور تجرباتی منحنی خطوط۔
یہ سیکشن مجوزہ 5G MIMO اینٹینا کے مصنوعی اور مشاہدہ کردہ S-پیرامیٹروں کا تقابلی مطالعہ پیش کرتا ہے۔ شکل 15b انٹیگریٹڈ 4-عنصر MIMO MS اینٹینا کے تجرباتی عکاسی پلاٹ کو دکھاتا ہے اور اس کا CST تخروپن کے نتائج سے موازنہ کرتا ہے۔ تجرباتی عکاسی CST کیلکولیشنز کی طرح پائی گئی، لیکن مینوفیکچرنگ کے نقائص اور تجرباتی رواداری کی وجہ سے قدرے مختلف تھے۔ اس کے علاوہ، مجوزہ MS پر مبنی MIMO پروٹوٹائپ کی مشاہدہ شدہ عکاسی 5G اسپیکٹرم کو 6 GHz سے نیچے 4.8 GHz کی رکاوٹ بینڈوتھ کے ساتھ احاطہ کرتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ 5G ایپلی کیشنز ممکن ہیں۔ تاہم، ماپی ہوئی گونج فریکوئنسی، بینڈوتھ، اور طول و عرض CST تخروپن کے نتائج سے قدرے مختلف ہیں۔ مینوفیکچرنگ کے نقائص، کوکس ٹو ایس ایم اے کے جوڑے کے نقصانات، اور بیرونی پیمائش کے سیٹ اپ ناپے ہوئے اور نقلی نتائج کے درمیان فرق پیدا کر سکتے ہیں۔ تاہم، ان کوتاہیوں کے باوجود، مجوزہ MIMO اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، سمیولیشن اور پیمائش کے درمیان مضبوط معاہدہ فراہم کرتا ہے، جو اسے ذیلی 6 GHz 5G وائرلیس ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتا ہے۔
مصنوعی اور مشاہدہ شدہ MIMO اینٹینا حاصل کرنے کے منحنی خطوط 2 اور 2 میں دکھائے گئے ہیں۔ جیسا کہ اعداد و شمار 16a,b اور 17a,b میں بالترتیب دکھایا گیا ہے، MIMO اجزاء کا باہمی تعامل دکھایا گیا ہے۔ جب میٹا سرفیسز کو MIMO انٹینا پر لاگو کیا جاتا ہے، تو MIMO انٹینا کے درمیان تنہائی نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔ ملحقہ اینٹینا عناصر S12, S14, S23 اور S34 کے درمیان الگ تھلگ پلاٹ اسی طرح کے منحنی خطوط دکھاتے ہیں، جبکہ اخترن MIMO اینٹینا S13 اور S42 ان کے درمیان زیادہ فاصلے کی وجہ سے اسی طرح زیادہ تنہائی ظاہر کرتے ہیں۔ ملحقہ اینٹینا کی نقلی ٹرانسمیشن کی خصوصیات کو شکل 16a میں دکھایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ 6 GHz سے نیچے 5G آپریٹنگ سپیکٹرم میں، میٹا سرفیس کے بغیر MIMO اینٹینا کی کم از کم تنہائی -13.6 dB ہے، اور بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس کے لیے - 15.5 dB ہے۔ گین پلاٹ (شکل 16a) ظاہر کرتا ہے کہ بیک پلین میٹا سرفیس سنگل اور ڈبل لیئر میٹا سرفیس کے مقابلے MIMO اینٹینا عناصر کے درمیان تنہائی کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ ملحقہ اینٹینا عناصر پر، سنگل اور ڈبل لیئر میٹا سرفیس تقریباً -13.68 dB اور -14.78 dB کی کم از کم تنہائی فراہم کرتے ہیں، اور کاپر بیک پلین میٹا سرفیس تقریباً -15.5 dB فراہم کرتا ہے۔
ایم ایس پرت کے بغیر اور ایم ایس پرت کے ساتھ MIMO عناصر کے نقلی تنہائی کے منحنی خطوط: (a) S12، S14، S34 اور S32 اور (b) S13 اور S24۔
مجوزہ MS پر مبنی MIMO اینٹینا کے تجرباتی فائدہ کے منحنی خطوط بغیر اور اس کے ساتھ: (a) S12، S14، S34 اور S32 اور (b) S13 اور S24۔
ایم ایس پرت کو شامل کرنے سے پہلے اور بعد میں MIMO اخترن اینٹینا حاصل کرنے والے پلاٹوں کو شکل 16b میں دکھایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ میٹا سرفیس (اینٹینا 1 اور 3) کے بغیر اخترن انٹینا کے درمیان کم از کم تنہائی ہے – 15.6 dB پورے آپریٹنگ سپیکٹرم میں، اور بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس – 18 dB ہے۔ میٹا سرفیس نقطہ نظر اخترن MIMO اینٹینا کے درمیان جوڑے کے اثرات کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔ سنگل لیئر میٹا سرفیس کے لیے زیادہ سے زیادہ موصلیت -37 dB ہے، جب کہ ڈبل لیئر میٹا سرفیس کے لیے یہ قدر گر کر -47 dB ہو جاتی ہے۔ تانبے کے بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس کی زیادہ سے زیادہ تنہائی −36.2 dB ہے، جو بڑھتی ہوئی فریکوئنسی رینج کے ساتھ کم ہوتی جاتی ہے۔ بیک پلین کے بغیر سنگل اور ڈبل لیئر میٹا سرفیسز کے مقابلے میں، بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس پوری مطلوبہ آپریٹنگ فریکوئنسی رینج میں بہتر تنہائی فراہم کرتے ہیں، خاص طور پر 6 GHz سے کم 5G رینج میں، جیسا کہ اعداد و شمار 16a، b میں دکھایا گیا ہے۔ 6 GHz (3.5 GHz) سے نیچے سب سے زیادہ مقبول اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے 5G بینڈ میں، سنگل اور دوہری پرت والے میٹا سرفیسز کاپر بیک پلینز والے میٹا سرفیسز کے مقابلے MIMO اجزاء کے درمیان کم تنہائی رکھتے ہیں (تقریباً کوئی MS نہیں) (شکل 16a دیکھیں) b)۔ حاصل کی پیمائش کو اعداد و شمار 17a، b میں دکھایا گیا ہے، جو بالترتیب ملحقہ اینٹینا (S12، S14، S34 اور S32) اور اخترن اینٹینا (S24 اور S13) کی تنہائی کو ظاہر کرتا ہے۔ جیسا کہ ان اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے (تصویر 17a، b)، MIMO اجزاء کے درمیان تجرباتی تنہائی نقلی تنہائی سے اچھی طرح متفق ہے۔ اگرچہ مینوفیکچرنگ کے نقائص، SMA پورٹ کنکشن اور تار کے نقصانات کی وجہ سے نقلی اور ماپا CST اقدار کے درمیان معمولی فرق ہے۔ اس کے علاوہ، اینٹینا اور ایم ایس ریفلیکٹر نایلان اسپیسرز کے درمیان واقع ہیں، جو کہ ایک اور مسئلہ ہے جو نقلی نتائج کے مقابلے میں مشاہدہ شدہ نتائج کو متاثر کرتا ہے۔
سطح کی لہر کو دبانے کے ذریعے باہمی جوڑے کو کم کرنے میں میٹا سرفیس کے کردار کو معقول بنانے کے لیے 5.5 گیگا ہرٹز پر سطح کی موجودہ تقسیم کا مطالعہ کیا۔ مجوزہ MIMO اینٹینا کی سطح کی موجودہ تقسیم کو شکل 18 میں دکھایا گیا ہے، جہاں اینٹینا 1 چلایا جاتا ہے اور باقی اینٹینا 50 اوہم کے بوجھ کے ساتھ ختم ہو جاتا ہے۔ جب انٹینا 1 کو متحرک کیا جاتا ہے، میٹا سرفیس کی عدم موجودگی میں ملحقہ اینٹینا پر 5.5 گیگا ہرٹز پر اہم باہمی جوڑنے والے دھارے ظاہر ہوں گے، جیسا کہ شکل 18a میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے برعکس، metasurfaces کے استعمال کے ذریعے، جیسا کہ تصویر 18b–d میں دکھایا گیا ہے، ملحقہ اینٹینا کے درمیان تنہائی کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ واضح رہے کہ ملحقہ کھیتوں کے باہمی جوڑے کے اثر کو متوازی سمتوں میں MS تہہ کے ساتھ ملحقہ MS یونٹ کے خلیوں کے ملحقہ حلقوں اور ملحقہ MS یونٹ کے خلیات تک پھیلا کر کم کیا جا سکتا ہے۔ تقسیم شدہ اینٹینا سے ایم ایس یونٹس میں کرنٹ لگانا MIMO اجزاء کے درمیان تنہائی کو بہتر بنانے کا ایک اہم طریقہ ہے۔ نتیجے کے طور پر، MIMO اجزاء کے درمیان جوڑے کا کرنٹ بہت کم ہو گیا ہے، اور تنہائی بھی بہت بہتر ہو گئی ہے۔ چونکہ کپلنگ فیلڈ کو عنصر میں بڑے پیمانے پر تقسیم کیا جاتا ہے، تانبے کا بیک پلین میٹا سرفیس MIMO اینٹینا اسمبلی کو سنگل اور ڈبل لیئر میٹا سرفیس (شکل 18d) سے نمایاں طور پر الگ کرتا ہے۔ مزید برآں، ترقی یافتہ MIMO اینٹینا میں بیک پروپیگیشن اور سائیڈ پروپیگیشن بہت کم ہے، جس سے ایک جہتی تابکاری کا نمونہ پیدا ہوتا ہے، اس طرح مجوزہ MIMO اینٹینا کے فائدے میں اضافہ ہوتا ہے۔
مجوزہ MIMO اینٹینا کے موجودہ نمونوں کو 5.5 GHz پر (a) MC کے بغیر، (b) سنگل لیئر MC، (c) ڈبل لیئر MC، اور (d) تانبے کے بیک پلین کے ساتھ سنگل لیئر MC۔ (CST اسٹوڈیو سویٹ 2019)۔
آپریٹنگ فریکوئنسی کے اندر، شکل 19a میٹا سرفیس کے بغیر اور بغیر ڈیزائن کردہ MIMO اینٹینا کے مصنوعی اور مشاہدہ شدہ فوائد کو دکھاتا ہے۔ میٹا سرفیس کے بغیر MIMO اینٹینا کا مصنوعی حاصل کردہ فائدہ 5.4 dBi ہے، جیسا کہ شکل 19a میں دکھایا گیا ہے۔ MIMO اجزاء کے درمیان باہمی جوڑے کے اثر کی وجہ سے، مجوزہ MIMO اینٹینا دراصل ایک اینٹینا سے 0.25 dBi زیادہ فائدہ حاصل کرتا ہے۔ میٹا سرفیسز کا اضافہ MIMO اجزاء کے درمیان اہم فوائد اور تنہائی فراہم کر سکتا ہے۔ اس طرح، مجوزہ میٹا سرفیس MIMO اینٹینا 8.3 dBi تک کا اعلیٰ احساس حاصل کر سکتا ہے۔ جیسا کہ شکل 19a میں دکھایا گیا ہے، جب MIMO اینٹینا کے پیچھے ایک میٹا سرفیس استعمال کیا جاتا ہے، تو فائدہ 1.4 dBi بڑھ جاتا ہے۔ جب میٹا سرفیس دوگنا ہو جاتا ہے، تو فائدہ 2.1 dBi بڑھ جاتا ہے، جیسا کہ شکل 19a میں دکھایا گیا ہے۔ تاہم، 8.3 dBi کا متوقع زیادہ سے زیادہ فائدہ میٹا سرفیس کو تانبے کے بیک پلین کے ساتھ استعمال کرتے وقت حاصل کیا جاتا ہے۔ خاص طور پر، سنگل لیئر اور ڈبل لیئر میٹا سرفیس کے لیے زیادہ سے زیادہ حاصل کردہ فائدہ بالترتیب 6.8 dBi اور 7.5 dBi ہے، جب کہ نچلی پرت کے میٹا سرفیس کے لیے زیادہ سے زیادہ حاصل کردہ فائدہ 8.3 dBi ہے۔ اینٹینا کی پچھلی طرف کی میٹا سرفیس پرت ایک ریفلیکٹر کے طور پر کام کرتی ہے، اینٹینا کے پچھلے حصے سے تابکاری کی عکاسی کرتی ہے اور ڈیزائن کردہ MIMO اینٹینا کے سامنے سے پیچھے (F/B) تناسب کو بہتر بناتی ہے۔ اس کے علاوہ، ہائی مائڈینس ایم ایس ریفلیکٹر برقی مقناطیسی لہروں کو فیز میں ہیرا پھیری کرتا ہے، اس طرح اضافی گونج پیدا کرتا ہے اور مجوزہ MIMO اینٹینا کی تابکاری کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ MIMO اینٹینا کے پیچھے نصب ایم ایس ریفلیکٹر حاصل شدہ فائدہ کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے، جس کی تصدیق تجرباتی نتائج سے ہوتی ہے۔ ترقی یافتہ پروٹوٹائپ MIMO اینٹینا کے مشاہدہ شدہ اور نقلی فوائد تقریباً ایک جیسے ہیں، تاہم، کچھ فریکوئنسیوں پر ماپا فائدہ نقلی حاصل سے زیادہ ہوتا ہے، خاص طور پر MIMO کے بغیر MS کے؛ تجرباتی فائدہ میں یہ تغیرات نایلان پیڈز کی پیمائش کی برداشت، کیبل کے نقصانات، اور اینٹینا سسٹم میں جوڑے کی وجہ سے ہیں۔ میٹا سرفیس کے بغیر MIMO اینٹینا کی چوٹی کی پیمائش شدہ فائدہ 5.8 dBi ہے، جب کہ تانبے کے بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس 8.5 dBi ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ مجوزہ مکمل 4-پورٹ MIMO اینٹینا سسٹم MS ریفلیکٹر کے ساتھ تجرباتی اور عددی حالات میں زیادہ فائدہ دکھاتا ہے۔
(a) حاصل شدہ فائدہ اور (b) میٹا سرفیس اثر کے ساتھ مجوزہ MIMO اینٹینا کی مجموعی کارکردگی کے نقلی اور تجرباتی نتائج۔
شکل 19b میٹا سرفیس ریفلیکٹر کے بغیر اور اس کے ساتھ مجوزہ MIMO سسٹم کی مجموعی کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے۔ شکل 19b میں، بیک پلین کے ساتھ MS کا استعمال کرتے ہوئے سب سے کم کارکردگی 73% سے زیادہ تھی (نیچے 84% تک)۔ MC کے بغیر اور MC کے ساتھ تیار کردہ MIMO اینٹینا کی مجموعی کارکردگی نقلی اقدار کے مقابلے میں معمولی فرق کے ساتھ تقریباً ایک جیسی ہے۔ اس کی وجوہات پیمائش کی رواداری اور اینٹینا اور ایم ایس ریفلیکٹر کے درمیان سپیسرز کا استعمال ہیں۔ پوری فریکوئنسی میں ماپا حاصل شدہ فائدہ اور مجموعی کارکردگی تقریباً نقلی نتائج سے ملتی جلتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ مجوزہ MIMO پروٹو ٹائپ کی کارکردگی توقع کے مطابق ہے اور تجویز کردہ MS پر مبنی MIMO اینٹینا 5G مواصلات کے لیے موزوں ہے۔ تجرباتی مطالعات میں غلطیوں کی وجہ سے، لیبارٹری کے تجربات کے مجموعی نتائج اور نقالی کے نتائج کے درمیان فرق موجود ہے۔ مجوزہ پروٹوٹائپ کی کارکردگی اینٹینا اور ایس ایم اے کنیکٹر کے درمیان مائبادی کی مماثلت، کواکسیئل کیبل اسپلائس کے نقصانات، سولڈرنگ اثرات، اور تجرباتی سیٹ اپ میں مختلف الیکٹرانک آلات کی قربت سے متاثر ہوتی ہے۔
شکل 20 مذکورہ اینٹینا کے ڈیزائن اور اصلاح کی پیشرفت کو بلاک ڈایاگرام کی شکل میں بیان کرتا ہے۔ یہ بلاک ڈایاگرام MIMO اینٹینا ڈیزائن کے مجوزہ اصولوں کی مرحلہ وار تفصیل فراہم کرتا ہے، نیز وہ پیرامیٹرز جو اینٹینا کو بہتر بنانے میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں تاکہ وسیع آپریٹنگ فریکوئنسی پر مطلوبہ زیادہ فائدہ اور زیادہ تنہائی حاصل کی جا سکے۔
قریب کے فیلڈ MIMO اینٹینا کی پیمائش SATIMO Near-Feld Experimental Environment UKM SATIMO Near-Feld Systems Laboratory میں کی گئی۔ اعداد و شمار 21a,b 5.5 GHz کی آپریٹنگ فریکوئنسی پر MS کے ساتھ اور اس کے بغیر دعوی کردہ MIMO اینٹینا کے مصنوعی اور مشاہدہ شدہ E-plan اور H-plan تابکاری کے نمونوں کی عکاسی کرتے ہیں۔ 5.5 GHz کی آپریٹنگ فریکوئنسی رینج میں، ترقی یافتہ غیر MS MIMO اینٹینا سائیڈ لاب ویلیوز کے ساتھ ایک مستقل دو طرفہ ریڈی ایشن پیٹرن فراہم کرتا ہے۔ ایم ایس ریفلیکٹر لگانے کے بعد، اینٹینا یک سمتی تابکاری کا نمونہ فراہم کرتا ہے اور بیک لابس کی سطح کو کم کرتا ہے، جیسا کہ اعداد و شمار 21a، b میں دکھایا گیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ تانبے کے بیک پلین کے ساتھ میٹا سرفیس کا استعمال کرتے ہوئے، MIMO اینٹینا کا مجوزہ نمونہ MS کے بغیر زیادہ مستحکم اور یک طرفہ ہے، جس میں کمر اور سائیڈ لابس بہت کم ہیں۔ مجوزہ ایم ایم ارے ریفلیکٹر اینٹینا کے پچھلے اور سائیڈ لاب کو کم کرتا ہے اور کرنٹ کو یک طرفہ سمت (تصویر 21a، b) میں لے کر تابکاری کی خصوصیات کو بھی بہتر بناتا ہے، اس طرح فائدہ اور ڈائریکٹیوٹی میں اضافہ ہوتا ہے۔ ماپا ریڈی ایشن پیٹرن پورٹ 1 کے لیے حاصل کیا گیا تھا جس میں 50 اوہم بوجھ باقی بندرگاہوں سے منسلک تھا۔ یہ مشاہدہ کیا گیا کہ تجرباتی تابکاری کا نمونہ تقریباً سی ایس ٹی کی طرف سے تیار کردہ جیسا ہی تھا، حالانکہ اجزاء کی غلط ترتیب، ٹرمینل پورٹس سے انعکاس، اور کیبل کنکشن میں ہونے والے نقصانات کی وجہ سے کچھ انحراف تھے۔ مزید برآں، اینٹینا اور ایم ایس ریفلیکٹر کے درمیان ایک نایلان اسپیسر ڈالا گیا، جو پیش گوئی شدہ نتائج کے مقابلے میں مشاہدہ شدہ نتائج کو متاثر کرنے والا ایک اور مسئلہ ہے۔
5.5 GHz کی فریکوئنسی پر تیار کردہ MIMO اینٹینا (MS کے بغیر اور MS کے ساتھ) کے تابکاری کا نمونہ بنا کر جانچا گیا۔
یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ MIMO سسٹم کی کارکردگی کا جائزہ لیتے وقت بندرگاہ کی تنہائی اور اس سے وابستہ خصوصیات ضروری ہیں۔ مجوزہ MIMO سسٹم کی تنوع کی کارکردگی، بشمول لفافہ کوریلیشن کوفیشینٹ (ECC) اور ڈائیورسٹی گین (DG)، ڈیزائن کردہ MIMO اینٹینا سسٹم کی مضبوطی کو واضح کرنے کے لیے جانچا جاتا ہے۔ MIMO اینٹینا کے ECC اور DG کو اس کی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے کیونکہ یہ MIMO سسٹم کی کارکردگی کے اہم پہلو ہیں۔ مندرجہ ذیل حصے مجوزہ MIMO اینٹینا کی ان خصوصیات کی تفصیل دیں گے۔
لفافہ باہمی ربط کی گنجائش (ECC)۔ کسی بھی MIMO سسٹم پر غور کرتے وقت، ECC اس ڈگری کا تعین کرتا ہے جس میں اجزاء کے عناصر اپنی مخصوص خصوصیات کے حوالے سے ایک دوسرے سے منسلک ہوتے ہیں۔ اس طرح، ای سی سی وائرلیس کمیونیکیشن نیٹ ورک میں چینل کی تنہائی کی ڈگری کو ظاہر کرتا ہے۔ ترقی یافتہ MIMO سسٹم کا ECC (لفافہ ارتباط گتانک) کا تعین S-پیرامیٹر اور فار فیلڈ ایمیشن کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے۔ Eq سے (7) اور (8) مجوزہ MIMO اینٹینا 31 کے ECC کا تعین کیا جا سکتا ہے۔
ریفلیکشن گتانک کی نمائندگی Sii سے ہوتی ہے اور Sij ٹرانسمیشن گتانک کی نمائندگی کرتا ہے۔ j-th اور i-th انٹینا کے تین جہتی تابکاری کے نمونے \(\vec{R}_{j} \left( {\theta,\varphi } \right)\) اور \( \vec {{R_{ i } }} ٹھوس زاویہ جس کی نمائندگی \left( {\theta ,\varphi } \right)\) اور \({\Omega }\) سے ہوتی ہے۔ مجوزہ اینٹینا کا ECC وکر شکل 22a میں دکھایا گیا ہے اور اس کی قدر 0.004 سے کم ہے، جو کہ وائرلیس سسٹم کے لیے قابل قبول قدر 0.5 سے کافی نیچے ہے۔ لہذا، ECC قدر میں کمی کا مطلب یہ ہے کہ مجوزہ 4-پورٹ MIMO نظام اعلیٰ تنوع فراہم کرتا ہے43۔
Diversity Gain (DG) DG ایک اور MIMO سسٹم پرفارمنس میٹرک ہے جو بتاتا ہے کہ ڈائیورسٹی سکیم ریڈی ایٹڈ پاور کو کیسے متاثر کرتی ہے۔ تعلق (9) MIMO اینٹینا سسٹم کے ڈی جی کا تعین کرتا ہے، جیسا کہ 31 میں بیان کیا گیا ہے۔
شکل 22b مجوزہ MIMO سسٹم کا DG ڈایاگرام دکھاتا ہے، جہاں DG ویلیو 10 dB کے بہت قریب ہے۔ ڈیزائن کردہ MIMO سسٹم کے تمام اینٹیناز کی DG ویلیوز 9.98 dB سے زیادہ ہیں۔
جدول 1 مجوزہ میٹا سرفیس MIMO اینٹینا کا حال ہی میں تیار کردہ اسی طرح کے MIMO سسٹمز سے موازنہ کرتا ہے۔ موازنہ کارکردگی کے مختلف پیرامیٹرز کو مدنظر رکھتا ہے، بشمول بینڈوتھ، فائدہ، زیادہ سے زیادہ تنہائی، مجموعی کارکردگی، اور تنوع کی کارکردگی۔ محققین نے 5، 44، 45، 46، 47 میں حاصل اور الگ تھلگ بڑھانے کی تکنیکوں کے ساتھ مختلف MIMO اینٹینا پروٹو ٹائپس پیش کیے ہیں۔ پہلے شائع شدہ کاموں کے مقابلے میں، میٹا سرفیس ریفلیکٹرز کے ساتھ مجوزہ MIMO سسٹم بینڈوڈتھ، فائدہ، اور تنہائی کے لحاظ سے ان سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ مزید برآں، رپورٹ کردہ اسی طرح کے اینٹینا کے مقابلے میں، ترقی یافتہ MIMO نظام چھوٹے سائز میں اعلیٰ تنوع کی کارکردگی اور مجموعی کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے۔ اگرچہ سیکشن 5.46 میں بیان کردہ انٹینا ہمارے مجوزہ اینٹینا سے زیادہ تنہائی کے حامل ہیں، لیکن یہ اینٹینا بڑے سائز، کم فائدہ، تنگ بینڈوتھ، اور MIMO کی خراب کارکردگی کا شکار ہیں۔ 45 میں تجویز کردہ 4-پورٹ MIMO اینٹینا اعلی فائدہ اور کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے، لیکن اس کے ڈیزائن میں کم تنہائی، بڑے سائز، اور تنوع کی خراب کارکردگی ہے۔ دوسری طرف، 47 میں تجویز کردہ چھوٹے سائز کے اینٹینا سسٹم میں بہت کم گین اور آپریٹنگ بینڈوڈتھ ہے، جبکہ ہمارا مجوزہ MS پر مبنی 4-پورٹ MIMO سسٹم چھوٹے سائز، زیادہ فائدہ، زیادہ تنہائی اور بہتر کارکردگی MIMO کو ظاہر کرتا ہے۔ اس طرح، مجوزہ میٹا سرفیس MIMO اینٹینا ذیلی 6 GHz 5G کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے ایک بڑا دعویدار بن سکتا ہے۔
ایک چار پورٹ میٹا سرفیس ریفلیکٹر پر مبنی وائیڈ بینڈ MIMO اینٹینا جس میں ہائی گین اور آئسولیشن 6 GHz سے کم 5G ایپلی کیشنز کو سپورٹ کرنے کی تجویز ہے۔ مائیکرو اسٹریپ لائن ایک مربع ریڈیٹنگ سیکشن کو فیڈ کرتی ہے، جسے ترچھے کونوں پر مربع سے چھوٹا کیا جاتا ہے۔ مجوزہ ایم ایس اور اینٹینا ایمیٹر کو سبسٹریٹ میٹریل پر لاگو کیا گیا ہے جو کہ Rogers RT5880 کی طرح ہے تاکہ تیز رفتار 5G کمیونیکیشن سسٹم میں بہترین کارکردگی حاصل کی جا سکے۔ MIMO اینٹینا میں وسیع رینج اور زیادہ فائدہ ہوتا ہے، اور MIMO اجزاء اور بہترین کارکردگی کے درمیان صوتی تنہائی فراہم کرتا ہے۔ ترقی یافتہ سنگل اینٹینا کے چھوٹے طول و عرض 0.58?0.58؟0.02 ہیں؟ 5×5 میٹا سرفیس سرنی کے ساتھ، وسیع 4.56 گیگا ہرٹز آپریٹنگ بینڈوتھ، 8 ڈی بی آئی چوٹی کا فائدہ اور اعلی پیمائشی کارکردگی فراہم کرتا ہے۔ مجوزہ چار بندرگاہوں والا MIMO اینٹینا (2 × 2 سرنی) ہر مجوزہ سنگل اینٹینا کو 1.05λ × 1.05λ × 0.02λ کے طول و عرض کے ساتھ دوسرے اینٹینا کے ساتھ آرتھوگونلی سیدھ میں لا کر ڈیزائن کیا گیا ہے۔ 12 ملی میٹر اونچے MIMO اینٹینا کے نیچے 10×10 MM سرنی کو جمع کرنے کی سفارش کی جاتی ہے، جو بیک ریڈی ایشن کو کم کر سکتا ہے اور MIMO اجزاء کے درمیان باہمی جوڑے کو کم کر سکتا ہے، اس طرح فائدہ اور تنہائی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تجرباتی اور نقلی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تیار کردہ MIMO پروٹو ٹائپ 3.08–7.75 GHz کی وسیع فریکوئنسی رینج میں کام کر سکتا ہے، جو 6 GHz سے نیچے 5G سپیکٹرم کا احاطہ کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، مجوزہ MS پر مبنی MIMO اینٹینا 2.9 dBi تک اپنے فائدے کو بہتر بناتا ہے، زیادہ سے زیادہ 8.3 dBi حاصل کرتا ہے، اور MIMO اجزاء کے درمیان بہترین تنہائی (>15.5 dB) فراہم کرتا ہے، جس سے MS کی شراکت کی توثیق ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، مجوزہ MIMO اینٹینا کی اعلی اوسط مجموعی کارکردگی 82% ہے اور کم بین عنصری فاصلہ 22 ملی میٹر ہے۔ اینٹینا بہترین MIMO تنوع کی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے جس میں بہت زیادہ DG (9.98 dB سے زیادہ)، بہت کم ECC (0.004 سے کم) اور یک سمتی تابکاری کا نمونہ شامل ہے۔ پیمائش کے نتائج نقلی نتائج سے بہت ملتے جلتے ہیں۔ یہ خصوصیات اس بات کی تصدیق کرتی ہیں کہ ترقی یافتہ فور پورٹ والا MIMO اینٹینا سسٹم ذیلی 6 GHz فریکوئنسی رینج میں 5G کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے ایک قابل عمل انتخاب ہو سکتا ہے۔
Cowin 400-6000MHz وائڈ بینڈ پی سی بی اینٹینا فراہم کر سکتا ہے، اور آپ کی ضرورت کے مطابق نیا اینٹینا ڈیزائن کرنے کے لیے سپورٹ کر سکتا ہے، اگر آپ کی کوئی درخواست ہے تو براہ کرم ہم سے بلا جھجک رابطہ کریں۔