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https://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/249
???metadata.dc.type???: | Tese |
Title: | Arranjo de Antenas de Banda Tripla para ERBs 5G NR operando em FR1 e FR2 |
???metadata.dc.creator???: | Brandão, Thiago Henrique |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Júnior, Arismar Cerqueira |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | Júnior, Arismar Cerqueira |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | Heckler , Marcos Vinício |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | Spadoti, Danilo Henrique |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | Marins, Carlos Nazareth |
???metadata.dc.contributor.referee5???: | Alexandre , Luciano Camilo |
???metadata.dc.description.resumo???: | Esta Tese tem como objetivo o desenvolvimento de um arranjo de antenas de banda tripla para estações rádio base (ERBs) da quinta geração de comunicações móveis (5G), operando nas faixas de frequência 1 e 2 (FR1- frequency range 1 e FR2-frequency range 2). A estrutura radiante proposta baseia-se na combinação de três sub-arranjos de antenas baseados em dipolo, um projetado para FR2 e dois para FR1, visando aplicações de longo alcance, MIMO ( multiple-input and multiple-output) e MIMO massivo (mMIMO-massive MIMO). O protótipo é composto por 98 elementos, sendo 80 para a banda de 26 GHz (banda N258), 16 para a banda de 3,5 GHz (bandas N77 e N78) e 02 para a banda de sub-GHz (bandas N20 e N28). A topologia de arranjo permite a integração das três faixas de frequência para duas polarizações ±45°. Demonstra-se numericamente e experimentalmente as seguintes larguras de faixa: de 0,65 a 0,88 GHz (30%), de 2,76 a 4,2 GHz (41,4%), e de 24,9 a 27,8 GHz (9,92%). Além disso, o acoplamento mútuo entre os elementos do arranjo se manteve inferior à -20 dB e o coeficiente de correlação de envoltória (ECC- envelope correlation coefficient) menor que 0,005. Todos os elementos do arranjo possuem abertura do feixe de meia potência de aproximadamente 60°, nível de polarização cruzada inferior a -20 dB e ganho de 7 a 9,7 dBi nas bandas do 5G. |
Abstract: | This Thesis reports on the development of a novel triband base station (BTS) antenna array for the two fifth generation 5G New Radio (5G NR) frequency ranges, i.e., frequency range 1 (FR1) and frequency range 2 (FR2). The proposed array combines three different dipole-shaped antenna subarrays, one designed for FR2 and two for FR1, aiming sectorial coverage, multiple-input-multiple-output (MIMO), and massive MIMO applications. Particularly, a total of 98 radiating elements implies in 80, 16, and 2 antenna array elements for the 26 GHz band (N258 bands), 3.5 GHz band (N77 and N78 bands) and sub-GHz band (N20 and N28 bands), respectively. Experimental results, in accordance to ANSYS HFSS numerical simulations, demonstrate dualpolarization feature and the following bandwidths: 0.65-0.88, 2.76-4.2, and 24.9-27.8 GHz. Regarding the array radiation pattern and MIMO figures of merit, the coupling among the array adjacent elements is kept lower than -20 dB and envelope correlation coefficient below 0.005. Furthermore, all the array elements provide a beamwidth of approximately 60 °, cross polarization lower than -20 dB and gain from 7 to 9.7 dBi over the 5G bands. |
Keywords: | 5G; 5G NR; antenas; arranjo de antenas; MIMO e MIMO massivo; 5G; 5G NR; antennas; antenna array; MIMO and massive MIMO; |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia - Telecomunicações |
Language: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Instituto Nacional de Telecomunicações |
???metadata.dc.publisher.initials???: | INATEL |
???metadata.dc.publisher.department???: | Instituto Nacional de Telecomunicações |
???metadata.dc.publisher.program???: | Mestrado em Engenharia de Telecomunicações |
Citation: | Brandão, Thiago Henrique. Arranjo de Antenas de Banda Tripla para ERBs 5G NR operando em FR1 e FR2. 2023. [218 p.]. Tese( Mestrado em Engenharia de Telecomunicações) - Instituto Nacional de Telecomunicações, [Santa Rita Do Sapucaí] . |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | https://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/249 |
Issue Date: | 28-Apr-2023 |
Appears in Collections: | Doutorado em Telecomunicações |
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