Патчтар негізіндегі MIMO жүйесінің антеналарының патчтық түрлеріне байланысты бағытталу диаграммасын зерттеу

2.3 Патчтар негізіндегі MIMO жүйесінің антеналарының патчтық түрлеріне байланысты бағытталу диаграммасын зерттеу

Патчтарды қолданатын MIMO антенналары қазіргі сымсыз байланыс жүйелерінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Олар жылдам деректерді беруді және байланыс сапасын жақсартуды қамтамасыз етеді. Патч негізіндегі MIMO антенналарының кейбір кең таралған түрлерін қарастыру қажет, олардың негізгі түрлері төменде көрсетілген [13]:

• 
  Қос поляризацияланған патч негізіндегі MIMO антенналары: олар деректерді бір уақытта әртүрлі жиіліктерде тасымалдауға және қабылдауға мүмкіндік береді, бұл байланыс арнасының тиімділігін арттырады;
  
• 
  Көп бағытты эмитенттері бар патч негізіндегі MIMO антенналары: олар әртүрлі бағытта жұмыс істей алады, бұл қамту аймағын арттырады және кедергілерді азайтады;
  
• 
  Көп жолақты бандалық патчқа негізделген MIMO антенналары: олар деректерді әртүрлі жиіліктерде жібере алады, бұл оларды ұзақ қашықтыққа және жоғары жылдамдықпен деректерді беру үшін пайдалануға мүмкіндік береді;
  
• 
  Төмен профильді эмитенттері бар патч негізіндегі MIMO антенналары: олардың профилі төмен және мобильді құрылғыларға біріктірілуі мүмкін, бұл жоғары өткізу қабілеттілігін қамтамасыз етеді және байланыс арнасындағы кедергілерді азайтады.
  

13-сурет. 2 және 5 ГГц жиіліктегі қос поляризацияланған патчтарды қолданатын антенна бағытының диаграммасы

Антенаның бағытталу диаграммасын зерттеу үшін келесідей параметрлер қолданылды [14]:

1. 
   Күшейту коэффиценті (10) - ауа диэлектрикі бар тікбұрышты микро жолақты патч антеннасының пайда болуын бағалау үшін келесі жуықтауларды қолдануға болады. Патч антеннасының жапырақшасының ұзындығы толқын ұзындығының жартысына тең, бұл жапырақшаны тік осьте шамамен 2 дБ күшейтілген жартылай толқынды диполь ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Егер жапырақ төртбұрышты болса, оны толқын ұзындығының төрттен бір бөлігіне бөлінген екі жартылай толқынды диполь ретінде елестетуге болады, бұл қосымша 2-3 ДБ пайда алып келеді. Жер пластинасының болуы антеннаның артқы жағындағы сәулеленуді қорғайды және шығарылатын қуаттың орташа көлемін екі есе азайтады, бұл тағы 2-3 ДБ күшейтуді қосады. Жалпы алғанда, патч-антеннаның күшейту коэффициенті шамамен 7-10 дБ құрайды, бұл өте дәл баға береді және дәлірек есептеулерге сәйкес келеді;
   
2. 
   Жиілігі (2 (1-2) ГГц, 5 (2-5) ГГц) – бұл антенна шығара алатын немесе қабылдай алатын электромагниттік толқынның жиілігі. Бұл жиілік антеннаның дизайнымен, оның параметрлерімен және параметрімен анықталады. Антеннаның түріне, оның дизайны мен мақсатына байланысты сигнал жиілігі әр түрлі болуы мүмкін;
   
3. 
   Патч өлшемі (0,5) – Антенналар контекстіндегі патчтардың мөлшері антеннаның белсенді элементі болып табылатын төртбұрышты немесе тікбұрышты металл пластинаның өлшемін білдіреді. Патчтардың мөлшері антеннаның жұмысына үлкен әсер етеді, өйткені ол оның резонанстық жиілігін және сәулелену бағытының сипаттамаларын анықтайды. Ол әдетте толқын ұзындығының фракцияларында орнатылады және антеннаны қажетті жұмыс жиілігіне немесе бағытына бейімдеу үшін өзгертілуі мүмкін.
   

14-сурет. 2 және 5 ГГц жиіліктегі көп бағытты эмитенттері бар патчтарды қолданатын антенна бағытының диаграммасы

Бұл бағыт диаграммасы антеннаның белгілі бір бағытта қалай тиімді жұмыс істейтінін және әр түрлі бағытта сәулеленудің қандай формасы күтілетінін бағалауға мүмкіндік береді. Бағдарламалық коды қосымша А бөлігінде көрсетілген.

.

15-сурет. 2 және 5 ГГц жиіліктегі көп жолақты бандалық патчқа негізделген патчтарды қолданатын антенна бағытының диаграммасы

Төмен профильді эмитенттері бар патч негізіндегі MIMO антенналарының бағытталу диаграммасы 16-суретте көрсетілген.

16-сурет. 2 және 5 ГГц жиіліктегі төмен профильді эмитенттері бар патчқа

Тұтастай алғанда, бұл графиктерді антенналардың өнімділігін бағалау және сәулелену бағыты мен жұмыс жиілігі маңызды болатын нақты қосымшалар үшін қолайлы антеннаны таңдау үшін пайдалануға болады.