Système de métamatériaux massifs

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 14311 (2022) Citer cet article

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Un système intégré d'antenne massive à entrées multiples et à sorties multiples (mMIMO) chargé de métamatériau (MTM) est proposé dans cet article pour les applications de cinquième génération (5G). En outre, la réalisation de caractéristiques négatives doubles (DNG) à l'aide d'un résonateur à anneau divisé complémentaire compact proposé (SRR), d'un large métamatériau négatif epsilon (ENG) avec une bande passante supérieure à 1 GHz (BW) et des caractéristiques d'indice de réfraction proche de zéro (NZRI) sont présentées. L'antenne mMIMO proposée se compose de huit sous-réseaux avec trois couches qui fonctionnent dans la bande d'esprit 5G à 3,5 GHz (3,40–3,65 GHz) avec une isolation de port élevée entre les éléments d'antenne adjacents par rapport à une antenne qui n'utilise pas MTM. Chaque sous-réseau a deux patchs sur la couche supérieure, tandis que les couches intermédiaire et inférieure ont respectivement deux catégories de plans au sol complets et partiels. 32 éléments sont simulés, produits et testés avec un volume total de 184 × 340 × 1,575 mm3. Les résultats mesurés révèlent que l'antenne sub-6 a un coefficient de réflexion supérieur à 10 dB (S11), une isolation inférieure à 35 dB et un gain de crête de 10,6 dBi pour chaque sous-réseau. De plus, l'antenne recommandée chargée de MTM a démontré de bonnes performances MIMO avec un ECC inférieur à 0,0001, des rendements totaux supérieurs à 90 %, une bande passante supérieure à 300 MHz et un gain global de 19,5 dBi.

Les systèmes de communication sans fil ont connu un développement exponentiel ces dernières années, et ce scénario conduit à continuer avec des technologies sophistiquées très demandées. Pour un débit de données de transmission instantané, plus élevé et une latence plus courte avec une augmentation de la capacité du canal sont les paramètres critiques qui doivent être améliorés de manière significative pour répondre aux exigences des futurs systèmes sans fil de cinquième génération (5G) à bande moyenne en dessous de 6 GHz. Pour cela, la technologie MIMO massive est l'une des solutions potentielles1,2,3, qui peut prendre en charge simultanément plus d'utilisateurs, offre une diversité et un multiplexage améliorés, ainsi qu'une amélioration significative des systèmes économes en énergie. Le fonctionnement MIMO massif a été largement étudié sur la base de réseaux homogènes et de modèles omnidirectionnels4,5,6. Cependant, l'influence du diagramme de gain d'antenne directionnel sur les performances du système mMIMO a été négligée dans la plupart de ces études.

Des systèmes d'antenne 5G MIMO ont été signalés pour les bandes opérationnelles simples ou doubles7,8,9. Récemment, trois bandes de travail de la 5G New Radio (NR) ont été lancées par Generation Partnership Project (3GPP)10 ; ces bandes contenant l'application milieu de bande dans une plage de portée de (3,3–3,8 GHz), (3,3–4,2 GHz) et (4,4–5,0 GHz) qui représentent respectivement N78, N77 et N79. En outre, chaque pays peut choisir ses propres bandes 5G demandées, comme mentionné ci-dessus. Pour l'instant, la Chine a été officiellement déclarée utiliser deux bandes à (3,3–3,6 GHz) et (4,8–5,0 GHz)11, bien que la bande de fréquences de 3,4 à 3,8 GHz ait été décidée par l'Union européenne (UE) pour l'application 5G12. Par conséquent, pour couvrir les bandes de fonctionnement 5G susmentionnées pour des raisons de mobilité, un système d'antenne MIMO spécifique doit être développé pour couvrir les bandes 5G N77/N78/N79 souhaitées, ce qui n'est pas abordé par les conceptions proposées dans les références 13,14.

Concevoir des antennes MIMO avec une isolation élevée entre les éléments de l'antenne, un faible coût, une consommation d'énergie réduite, une petite taille et un poids léger est souvent une tâche difficile. Cependant, l'un des inconvénients des performances des antennes est l'étroitesse de la bande passante, qui limite l'utilisation des nouveaux systèmes sans fil. Pour éviter ces défis, plusieurs méthodes ont été sophistiquées récemment. Par exemple, la méthode de surface d'impédance réactive (RIS)15 peut être utilisée pour améliorer les caractéristiques de rayonnement et de bande passante de l'antenne en ajustant le RIS entre les conducteurs et les surfaces électriques (PEC) et magnétiques (PMC). De plus, la taille globale de l'antenne peut être réduite. Les performances de l'antenne sont grandement améliorées dans la Réf.16 en utilisant une conception bidimensionnelle en métamatériau gaucher (LHM) sur les côtés supérieur (patch) et inférieur (masse) du substrat diélectrique. Cette méthode génère des caractéristiques capacitives-inductives dues au couplage entre le patch conçu et la configuration du plan inférieur, ce qui crée une onde progressive vers l'arrière. Cependant, une structure périodique sur le plan au sol est appliquée pour une antenne passive avant de tester la détection de température, comme proposé dans la Réf.17. Ces couches de surface basées sur le fond permettent une amélioration considérable de la taille de l'antenne et des caractéristiques de bande passante.

Le métamatériau (MTM), en tant que support artificiel, présente plusieurs caractéristiques inhabituelles, telles que le négatif (indice de réfraction, perméabilité et permittivité), ce qui le rend approprié pour une variété d'applications, y compris l'absorbeur18, la biodétection19, l'imagerie micro-ondes20, les antennes21, le codage métamatériel22, la lentille métamatériau23, le métamatériau térahertz24 et les dispositifs micro-ondes comme GPS5, WiMAX25.

Dans Ref.26, il y a un métamatériau à indice négatif composé de faisceaux étendus enfermés dans une plaque. Un MTM acoustique en 3 dimensions est examiné dans la réf.27 qui peut être utilisé pour créer une bande interdite à l'emplacement de l'atténuation sonore profonde qui peut être utilisée comme filtre acoustique pour la suppression du bruit. Toutes les caractéristiques de ces métamatériaux sont apparues dans des bandes de fréquences d'intérêt spécifiées, en fonction de la disposition géométrique dans le réseau et de la composition fixe de la structure. En conséquence, il existe un intérêt croissant pour les MTM qui mettent l'accent sur de nombreuses fréquences de fonctionnement qui sont accordées par divers stimuli tels que des signaux électriques, mécaniques ou optiques. De plus, certains MTM et résonateurs pour diverses applications et analyses de propriétés sont décrits dans la Réf.28. Dans la réf.29, un MTM à base de résonateur à anneau fendu couplé à Gap hexagonal d'une taille de 10 × 10 mm2 qui couvre les bandes S et X est décrit. Le MTM avec un résonateur à base d'anneaux concentriques, d'autre part, est démontré dans la Réf.30, qui démontre une seule caractéristique négative avec des résonances doubles à 13,9 GHz et 27,5 GHz pour améliorer les performances de la ligne de transmission microruban. Dans Ref.31, une réponse à trois bandes est rapportée pour un ENG MTM en forme de delta ouvert. De plus, pour les applications micro-ondes dans les bandes S, C et X, un résonateur à anneau fendu complémentaire en forme de pi (CSRR) associé à une inclusion métallique est créé et décrit dans la réf.32.

La cellule unitaire MTM a été vérifiée pour augmenter les performances des antennes en termes de gain, d'isolation, de bande passante, de diagrammes de rayonnement, etc. en raison de sa capacité à perturber le patch de distribution de courant avec le radiateur d'antenne. En revanche, des propriétés de valeur réelle négatives se sont produites sur l'indice de réfraction atteint (NRI) ainsi que sur la perméabilité (µ) et la permittivité (ɛ)33,34. Cependant, un MTM avec une caractéristique d'indice de réfraction proche de zéro (NZRI) a été étudié pour améliorer les performances globales de l'antenne dans des bandes spécifiques, y compris les bandes S, C et X35. De plus, divers types de MTM sont utilisés pour minimiser le couplage entre les éléments du réseau36,37. Cependant, les approches de découplage précédemment suggérées sont difficiles à construire et à exploiter sur des éléments d'antenne MIMO miniaturisés. Contrairement aux réseaux d'antennes conventionnels, cette recherche utilise une série de petits résonateurs à anneau fendu (SRR) comme résonateurs et pour augmenter l'isolation entre les éléments d'antenne.

Peu de travaux proposaient une configuration MIMO sans mode array en utilisant le multimode à chaque élément (beamsteering). Reference38 a dispersé 108 éléments le long d'un anneau de polyèdre à neuf faces fonctionnant à 2,4 GHz. Ceci a été accompli en utilisant un patch développé pour produire trois modes par élément : le premier (bande passante de 238 MHz), le deuxième mode (254 MHz) ont un gain d'environ 6,5 dBi, tandis que le troisième mode de bande passante de 102 MHz a un gain de 1,21 dBi. Manteuffel et Martens39, quant à eux, ont adopté une feuille pour accueillir quatre modes qui couvraient un large spectre de 6 à 8,5 GHz, ainsi qu'un réseau 11 × 11. Avec un coefficient de corrélation d'enveloppe très faible, l'isolement du port était supérieur à 20 dB.

Dans cet article, une antenne MIMO massive à isolation assez élevée avec 32 éléments pouvant couvrir 3400–3650 MHz est proposée pour une future station de base 5G avec une bande passante mesurée de 250 MHz. De plus, une analyse d'une cellule unitaire de métamatériau unique ENG/NZRI/DNG est effectuée pour soutenir le principe de fonctionnement opérationnel de la conception proposée, qui est basé sur les propriétés d'indice de réfraction epsilon négatif et proche de zéro, qui sont conçues pour améliorer simultanément l'isolation et les performances globales du système d'antenne MIMO. Quatre parties éclaboussées compactes de forme carrée composent le MTM proposé. Contrairement aux solutions d'isolation traditionnelles, la technologie basée sur MTM proposée permet un découplage substantiel jusqu'à 32 dB entre les éléments d'antenne MIMO rayonnants proposés et les petits éléments de réseau avec ECC 0,0001. Les données expérimentales et les résultats du studio à micro-ondes CST ont été comparés, et ils présentent un grand accord, démontrant la précision des antennes MTM, sous-réseaux et MIMO proposées. L'antenne suggérée a un BW fractionnaire d'environ 7,1 % et un couplage mutuel négligeable. Le tableau 1 compare l'antenne MIMO proposée chargée avec le MTM unique proposé à d'autres antennes précédemment rapportées dans la littérature.

La figure 1a montre la vue schématique de la cellule unitaire de métamatériau ENG proposée ainsi que ses paramètres de configuration géométrique. Il est composé de quatre résonateurs à anneau fendu carré à profil bas (SSRR) combinés par une dalle électrique de 0,5 mm de largeur et imprimés sur la face avant du substrat Rogers 5880 avec une épaisseur de 1,575 mm, une constante diélectrique εr de 2,2 et une tangente de perte δ de 0,0009. Le métamatériau ENG proposé comprend deux SSRR symétriques en forme de croissant avec une partie médiane fendue sur les bras supérieurs, tandis que les deux autres sont divisées au coin des bras SSRR droit ou gauche. Un prototype de réseau de 1 × 3 cellules unitaires est illustré à la Fig. 1b. Il est créé sur le même substrat dans le sens vertical de l'axe x avec une distance de 0,5 mm entre chaque deux unités. La figure 1c caractérise la propagation des ondes électromagnétiques simulées de la conception de métamatériau ENG-DNG suggérée dans la direction z où qu'elle soit positionnée entre 2 ports de guide d'ondes. Les conditions aux limites des conducteurs électriques et magnétiques parfaits (PEC, PMC) ont été appliquées respectivement aux axes x et y. En outre, la direction x est également choisie pour simuler le MTM proposé, tandis que les conditions aux limites PEC et PMC ont été utilisées respectivement sur l'axe z et l'axe y, comme indiqué sur la figure 1d.

La structure de cellule unitaire métamatérielle proposée : (a) géométrie de cellule unitaire, (b) réseau de cellules unitaires MTM 3 × 1, (c), simulation configurée sur l'axe z, (d) simulation configurée sur l'axe x.

En utilisant les données d'incidences normales des paramètres de diffusion, une approche robuste est utilisée pour obtenir les paramètres précieux du métamatériau46. Les coefficients de transmission (S21) et de réflexion (S11) de la cellule unitaire MTM conçue sont d'abord évalués à l'aide de simulations dans la plage de fréquences de 2 à 4 GHz. À l'aide d'un analyseur de réseau micro-ondes Agilent N5227 PNA avec des guides d'ondes vers des adaptateurs coaxiaux, les paramètres S de la cellule unitaire MTM proposée sont extraits. Pour la gamme de fréquences appropriée, un guide d'ondes SAR-1834031432-KF-S2-DR (1–18 GHz) a été utilisé, et le prototype fabriqué par MTM a été disposé à des fins de mesure entre deux guides d'ondes dans les directions de l'axe z, comme illustré à la Fig. 2.

Configuration expérimentale du métamatériau : (a) mesure des paramètres MTM S, (b) cellule unitaire avec antenne Horn.

Pour mieux comprendre les phénomènes MTM physiques dans les zones de champ électrique et magnétique, la distribution du courant de surface de deux fréquences sélectionnées est étudiée. Les figures 3a, b illustrent les distributions de courant de surface MTM de cellule unitaire suggérées à 3,4 et 3,5 GHz, respectivement. La densité de courant de surface est déclarée par des couleurs, tandis que les flèches indiquent la direction de la distribution du courant de surface.

Distribution du courant de surface de cellule unitaire à (a) 3,4 GHz, (b) 3,5 GHz.

À 3,4 GHz, un courant de surface notable peut être observé, comme illustré à la Fig. 3a. Sur le bord intérieur de la partie carrée inférieure gauche, cependant, le courant de surface est encore plus fort et intense. De plus, la structure globale de la cellule unitaire MTM perturbe le courant de surface. Bien que, une fois que le courant circule, des orientations latérales opposées de la distribution de courant perceptible des bandes de gravure en forme de MTM sont observées, annulant le courant et formant une bande d'arrêt. Cependant, un courant de surface plus concentré peut être clairement détecté à 3, 5 GHz sur la figure 3b, en particulier autour de la jonction SSR, qui a perturbé la structure globale de la cellule unitaire. Les résultats des paramètres S mesurés (S21 et S11) ainsi que les résultats simulés dans la direction z sont illustrés à la Fig. 4. Ses illustrations montrent que la bande de fréquences à l'étendue de (3,4 à 3,65 GHz) fait partie de la bande S et couvre la bande médiane de l'application 5G. Tous les résonateurs de forme carrée divisés intégrés aux bras de ligne à ruban sont considérés comme la cause appropriée de la bande opérationnelle de bande d'arrêt réalisée.

Paramètres s du métamatériau (MTM) sur l'axe z : mesurés et simulés.

La figure 5 montre les valeurs proposées des paramètres effectifs de MTM. Pour diverses configurations de cellules unitaires et de matrices MTM, ces caractéristiques impliquent des valeurs réelles effectives et des parties imaginaires de la perméabilité, de l'indice de réfraction, de l'impédance et de la permittivité réalisés. La région indexée négative pour le métamatériau négatif Epsilon (ENG) et le métamatériau à indice de réfraction proche de zéro (NZRI) est soulignée par une couleur vert clair dans tous les diagrammes. Une valeur réelle négative étendue de la permittivité est obtenue avec une bande passante supérieure à 1 GHz, comme le montre la Fig. 5a. Néanmoins, une propriété NZRI se situe dans la plage de (3,1 à 4,2 GHz) à la propagation des ondes sur l'axe z, comme le montre la figure 5c. Par conséquent, cette bande de résonance de fréquence peut être utilisée pour le masquage électromagnétique, une isolation élevée et la conception d'antennes à gain élevé.

MTM, résultats simulés sur l'axe z de 1 × 1 cellule unitaire : (a) permittivité, (b) perméabilité, (c) indice de réfraction, (d) impédance.

Dans la direction z, la figure 6 illustre la permittivité relative et l'indice de réfraction simulés pour les différents MTM des structures de réseau 1 × 1 et 1 × 3. En utilisant une ou trois cellules unitaires de réseau, des résultats similaires ont été obtenus sur une large gamme de fréquences de 3 à 4,2 GHz. D'autre part, un double indice de réfraction négatif (DNG) a été obtenu avec l'axe des x dans la bande de fréquences (3,49 à 3,62 GHz), comme illustré à la Fig. 7.

MTM, résultats simulés d'une cellule unitaire 3 × 3 : (a) indice de réfraction, (b) permittivité.

MTM, résultats simulés sur l'axe des x de 1 × 1 cellule unitaire : (a) permittivité, (b) perméabilité, (c) indice de réfraction, (d) impédance.

Une configuration conçue sous-réseau se compose de 2 × 2 patchs alimentés par un seul port construit sur deux couches diélectriques de la carte de circuit imprimé (PCB), y compris trois couches stratifiées recouvertes de cuivre. La couche supérieure est utilisée pour les éléments de patch imprimés. Le réseau d'alimentation développé (FN) est situé à la couche inférieure avec un petit sol partiel. La couche intermédiaire servira de référence inclusive pour le réseau d'alimentation et les patchs d'antenne. En outre, des vias de 1,28 mm de diamètre sont utilisés comme sonde d'alimentation entre les éléments FN et radiateur ainsi que pour connecter les plans de masse partiels et complets. Les substrats utilisés sont Rogers 5880 avec une constante diélectrique de 2,2, une épaisseur de 1,575 mm et une tangente de perte de 0,0009. La figure 8 montre l'empilement de la conception de la carte. Les figures 9a,b illustrent les couches supérieure et inférieure du sous-réseau à port unique.

Stackup de la conception de la carte PCB affichant les couches.

Port unique (sous-réseau), (a) couche supérieure avec 2 × 2 patchs, (b) couche inférieure avec réseau d'alimentation (toutes les dimensions sont en mm).

Le côté large bande du système d'antenne mMIMO à 8 ports (32 éléments) chargé de MTM est illustré à la Fig. 10. De plus, un prototype d'antenne mMIMO à 32 éléments est fabriqué, comme illustré à la Fig. 11.

(a) Vue de dessus d'un tableau à un seul côté, (b) couche inférieure du tableau à un seul côté.

(a) Vue de dessus, (b) vue de dessous du prototype fabriqué à un seul côté.

La figure 12 illustre la configuration de mesure des paramètres S de la carte fabriquée. Les figures 13a,b montrent les coefficients de réflexion mesurés et simulés (Sii) à chaque port alors que (i = 1,2,3,4,…, 8). La bande obtenue simulée pour chaque sous-réseau est de 250 MHz dans la plage de fréquences de 3,40 à 3,65 GHz. Une variation d'environ 50 MHz a été observée entre les résultats mesurés et simulés en raison d'une empreinte au sol légèrement plus grande utilisée dans la simulation ainsi que des difficultés à coller deux couches. Outre une grande BW, une isolation élevée est atteinte pour tous les deux ports adjacents, comme le montre la Fig. 14, alors que le couplage minimum entre les ports est de - 32 dB dans la bande d'intérêt en raison de l'effet de découplage du MTM, ce qui signifie que l'énergie de rayonnement de tous les deux éléments proches est très faiblement couplée. De ce fait, les sous-réseaux adjacents sont bien découplés dans la bande d'intérêt. Les coefficients de couplage inter-bandes enregistrés entre 3 et 4 GHz sont également indiqués.

Configuration pour mesurer le prototype de fabrication.

Coefficient de réflexion pour différents ports : simulé et mesuré, (a) Port 1–4, (b) Port 5–8.

Couplage simulé et mesuré entre chaque port adjacent.

Le coefficient de corrélation d'enveloppe est utilisé pour évaluer les performances de diversité MIMO (ECC) de l'antenne proposée. Pour garantir le fonctionnement en mode réseau MIMO, les diagrammes de rayonnement des ports doivent être orthogonaux ou semi-orthogonaux les uns par rapport aux autres. L'ECC49 est la métrique de base pour déterminer le degré de corrélation entre des ports distincts. L'ECC a été estimée entre les sous-réseaux adjacents à l'aide de la formule acquise et des modèles de champ électrique complexes.

alors que \({\overrightarrow{F}}_{i}\left(\theta ,\phi \right)\) et \({\overrightarrow{F}}_{j}\left(\theta ,\phi \right)\) sont 2 éléments rayonnants considérés de l'antenne en caractéristique de champ lointain par rapport à θ.

L'ECC calculé du réseau d'antennes MIMO proposé dans la bande passante inférieure à 6 GHz pour la 5G à 3,5 GHz est inférieur à 0,0001, comme illustré à la Fig. 15. Par conséquent, le résultat susmentionné indique que chacun des deux ports d'antenne a une faible corrélation, indiquant une grande diversité de performances. Tous les ECC sont inférieurs à 0,0001, ce qui répond aux conditions standard de l'ECC est de 0,3 dans les techniques de station de base en raison de l'isolement port à port élevé et du diagramme de rayonnement continu. De plus, les figures 15c, d démontrent l'effet de MTM sur les résultats ECC.

Le coefficient de corrélation d'enveloppe (ECC) de l'antenne mMIMO suggérée : (a,b) Port 1, 2, 3, 4, 5, 6, (c,d) Prot 1, 2, 4 avec et sans MTM.

Le gain de diversité peut être calculé à l'aide de \(DG= 10 \times \sqrt{1- {ECC}^{2}}\), et la valeur significative du gain de diversité obtenu est de 9,95 dB, comme indiqué sur la Fig. 16a pour les ports 1 à 4 et la Fig. 16b pour les ports 5 à 8. Pour des performances optimales du gain de diversité d'antenne mMIMO, il doit être proche de 10 dB. Pour divers ports de sous-réseaux, le gain réalisé mesuré est déterminé comme étant compris entre 9,0 et 11,2 dBi dans la bande d'intérêt, comme illustré à la Fig. 17, ce qui satisfait aux exigences fonctionnelles de l'application de la station de base et rend l'antenne proposée applicable pour la communication 5G. Outre le gain élevé pour chaque sous-réseau, le gain de bord réalisé est de 19,5 dBi.

Gain de diversité de l'antenne mMIMO suggérée, (a) Port 1, 2, 3, 4, 5, 6, (b) Prot 1, 2, 3, 4.

Gain de l'antenne mMIMO : mesuré.

La figure 18 illustre les diagrammes de rayonnement à 3,5 GHz normalisés des éléments d'antenne proposés pour chaque port excité. Les composantes de copolarisation sont assez stables en raison de l'effet d'isolation et il n'y a pas d'ondulations visibles sur la bande de fréquences de fonctionnement à 3,5 GHz. Comme illustré sur la Fig. 18, les diagrammes de rayonnement 2D de l'antenne mMIMO proposée sont mesurés et simulés dans le plan E à yz dans \(\mathrm{\varnothing}= 90^\circ\) tandis que \(\uptheta = 90^\circ\) dans la direction xy (plan H). Les propriétés de champ lointain indiquent un superbe faisceau principal large directionnel aux plans yz pour le port 1–8 ; lorsque le port 1 est excité, les autres ports du sous-réseau deviennent des réflecteurs. Cependant, un presque omnidirectionnel se produit dans le plan xy. De plus, les résultats de simulation et de mesure sont perceptibles en bon accord. La figure 19 montre la configuration de mesure du motif à l'intérieur de la chambre d'ancrage.

Diagrammes de rayonnement normalisés à 3,5 GHz pour les plans suggérés à (a,c) YZ (Ø = \(90^\circ\)), (b,d) XY (θ = \(90^\circ\)) : simulés et mesurés.

Configuration du diagramme de rayonnement pour la mesure.

Cet article présente un système d'antenne mMIMO à 32 éléments pour les stations de base 5G qui est intégré à un réseau de métamatériaux ENG/DNG. La cellule unitaire du métamatériau SSRR est une cellule unitaire du métamatériau à résonateur à anneau fendu symétrique (SSRR) unique en son genre. Il a un grand indice négatif avec une bande passante supérieure à 1 GHz pour le métamatériau négatif Epsilon (ENG) et la propriété de valeur réelle négative d'un indice de réfraction proche de zéro (NZRI) dans la plage de 3,1 GHz à 4,2 GHz pour le métamatériau négatif Epsilon (ENG).

Huit sous-réseaux sont placés sur un seul panneau latéral avec des motifs complets et partiels, qui sont placés respectivement au milieu et à l'arrière de deux couches. Le BW minimum mesuré est atteint avec 250 MHz, alors que le gain minimum mesuré est de 9 dBi dans la bande d'intérêt à 3,5 GHz. Cependant, 90% est considéré comme l'efficacité réalisée. Même lorsque les deux antennes sont assez proches l'une de l'autre, une isolation élevée peut être obtenue, alors que la performance ECC maximale entre les ports est de 0,0001. En conclusion, la matrice mMIMO suggérée (avec 32 éléments compacts) a montré une bonne isolation et des performances globales, ce qui en fait un candidat approprié pour les applications de station de base 5G sous-6 GHz.

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Ce travail a été soutenu par le Fundamental Research Grant Scheme (FRGS), Ministry of Education (MOE), Malaysia. Numéro de subvention : FRGS/1/2021/TK0/UKM/02/1.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Md Shabiul Islam, Mandeep Jit Singh et H. Alsaif.

Space Science Centre, Climate Change Institute, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), 43600, Bangi, Malaisie

Samir Salem Al-Bawri & Mandeep Jit Singh

Département de génie électrique, électronique et des systèmes, Faculté de génie et de l'environnement bâti, Universiti Kebangsaan Malaysia, UKM, 43600, Bangi, Selangor, Malaisie

Mohammad Tariqul Islam et Mandeep Jit Singh

Faculté d'ingénierie, Université multimédia, Persiaran Multimedia, 63100, Cyberjaya, Selangor, Malaisie

Md Shabiul Islam

Département de génie électrique, Collège d'ingénierie, Université de Ha'il, Ha'il, 81481, Arabie saoudite

Haitham Alsaïf

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Conceptualisation, SSA-B.; Analyse formelle, SSA-B. ; Acquisition de financement, MTI, et Méthodologie MSI, SSA-B. ; Ressources, Rédaction—version originale, SSA-B. ; Révision et édition, SSA-B., MTI, MSI, MJ et HA

Correspondance à Samir Salem Al-Bawri ou Mohammad Tariqul Islam.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Al-Bawri, SS, Islam, MT, Islam, MS et al. Réseau d'antennes MIMO chargées par un système de métamatériaux massifs pour les stations de base 5G. Sci Rep 12, 14311 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18329-y

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Reçu : 27 février 2022

Accepté : 09 août 2022

Publié: 22 août 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-18329-y

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