5G mm wave band base station antenna design

5G mobil iletişim, sunduğu geniş kullanım senaryoları nedeniyle vazgeçilmez bir teknolojidir. Diğer nesillerin aksine, 5G iletişim ağı çok çeşitli çalışma frekanslarını kullanır. 5G baz istasyonlarında, n257, n258, n261 (24.25-29.5 GHz) tüm çalışma frekans bantlarını kapsayan ultra geniş bantlı bir anten gereksinimi vardır. Bu çalışmada, 45° lineer eğik polarize anten tasarımı amaçlanmıştır. Anten, arkasında kative yapısı bulunan açıklıklardan ışıma yapmaktadır. Birim anten kazancı, bant boyunca ±0.5 dB kazanç değişimi ile 14 dBi'nin üzerindedir. Empedans uyumu |S11| -15 dB'den azdır. İlk olarak +45° lineer eğik polarize 2×2 açıklıklı arkası kaviteli, hava boşluklu dalga kılavuzu beslemeli birim anten tasarlanmıştır. Antenlerin kazancını arttırmak için antenin yüzeyine oluk ve kütük yapıları uygulanmıştır. Dalga kılavuzundan kaviteye geçişte geleneksel yöntem olan dikdörtgen besleme açıklığı yerine, emedans uyumunu iyileştirmek için kum saati yapısı kullanılmıştır. Antenin besleme kısmındaki dalga kılavuzu boyutları, WR34 standart dalga kılavuzu ile aynı olacak şekilde tasarlanmıştır. WR34 adaptör antene harici olarak takılmıştır. İkinci ve üçüncü antenlerde, iki birim anten birleştirilmiş ve polarizasyon pencereleri +45° ve -45° lineer eğik polarizasyon ile 2×4 açıklık olacak şekilde ayarlanmıştır. Güç bölücü yapısı, ünite antenlerinin eşit genlikte ve aynı fazda beslenebilmesi için mükemmel uyumlu bir geçiş için tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Antenler CNC de Alüminyum malzemeden parçalar halinde üretilmektedir. Baz istasyonu üzerine yerleştirilmek üzere ikinci ve üçüncü antenler tek bir yapı üzerinde birleştirilmiş ve ±45° eğik polarizasyonlu dördüncü anten yapısı tasarlanmıştır. Tüm antenler 5G mmDalga çalışma bölgesinde,|S11| dB değerine, ±0.5 dB kazanç değişimine, ±2.5° yarım güç ışıma genişliğinde sapma değerine sahiptir. Sonuç olarak, geliştirilen anten yapıları 5G baz istasyonlarında kullanılmaya uygundur.