北理工在超材料提升5G MIMO天線系統(tǒng)性能方面取得研究進展
發(fā)布日期：2019-07-05 供稿：信息與電子學(xué)院 攝影：信息與電子學(xué)院
編輯：曹安琪 審核：薛正輝 閱讀次數(shù)：近日，北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院司黎明副教授，碩士研究生江海鑫，呂昕教授與華東師范大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院丁軍研究員利用超寬帶各向異性超材料提升5G MIMO天線系統(tǒng)性能，在非常近的距離（1mm）下抑制了MIMO天線間互耦，同時增加5G MIMO天線系統(tǒng)的工作帶寬和輻射增益。相關(guān)結(jié)果以“Broadband extremely close-spaced 5G MIMO antenna with mutual coupling reduction using metamaterial-inspired superstrate”為題，發(fā)表于《光學(xué)快訊》 [Optics Express, 27, 3472-3482 (2019)].
加載超材料前后磁場H、坡印廷矢量S、電場E近場分布示意圖
隨著移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長，全世界各國政府都在大力推進高速率、低時延、高容量的第五代（5G）移動通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。多入多出（MIMO）技術(shù)是指在發(fā)射端和接收端使用多個天線，通過時空處理技術(shù)，實現(xiàn)分集增益或復(fù)用增益，可以充分利用空間和頻譜資源，是5G通信系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵核心技術(shù)。為了適應(yīng)5G通信系統(tǒng)日益小型化、高容量的需求，需要在一定的空間內(nèi)放置盡可能多的天線數(shù)目,但是隨著工作頻率的提高和多天線技術(shù)的應(yīng)用，5G MIMO天線存在電磁耦合高和無線信道干擾強的挑戰(zhàn)。
研制的極近距離的各向異性超材料5G MIMO天線測試性能
超材料是由人工設(shè)計的復(fù)合材料，具有一些天然材料所不具備的超常物理性質(zhì),該團隊設(shè)計了具有超寬帶超材料提升5G MIMO天線系統(tǒng)性能，通過將超材料結(jié)構(gòu)放置在5G MIMO天線的上方做為覆蓋層，在極近的天線距離（1毫米，即0.017個波長）下實現(xiàn)了良好的耦合抑制效果，同時增加了5G MIMO天線的工作帶寬和輻射增益，并制造實物實驗驗證了理論分析的正確性。該項工作為實現(xiàn)寬帶近距離的5G MIMO天線小型化系統(tǒng)提供了新的思路。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.27.003472
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