Design of 15 GHz 8x8 antenna array for array element level filtering demonstration
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
77
Series
Abstract
The development of sixth-generation (6G) mobile communication system seeks to utilize a new frequency band, Frequency Range 3 (FR3), to balance capacity and coverage. One potential band for FR3 is 14.8- 15.35 GHz, and studies on this band are actively needed for both antenna design and other microwave components such as filters. In this work, a 15 GHz ± 45° polarized 8x8 antenna array is designed for demonstrating a new filtering approach, array element level filtering, enabled by the small size of recently developed acoustic filters. The antenna design includes a stacked patch antenna with an aperture-coupled feed and compact microstrip and stripline based hybrid feed networks. Amplitude tapering is applied in the feed networks to achieve low sidelobe levels for the array. The antenna is implemented on a nine-layer circuit board to accommodate the feed networks in a half-wavelength spacing between antenna elements. The resulting design is compact and allows the integration of acoustic filters directly on the antenna panel. The antenna array enables the study of array element level filtering, which has not been widely explored. This work serves as a demonstration for FR3 antenna array design and presents practical approaches for compact array solutions.Kuudennen sukupolven (6G) mobiiliverkon kehitys edellyttää uusien taajuuskaistojen käyttöönottoa, jotta verkon kattavuus voidaan säilyttää kasvavan kapasiteettitarpeen rinnalla. Yksi mahdollinen uusi taajuusalue on Frequency Range 3 (FR3), jonka potentiaalisiin kaistoihin kuuluu 14,8-15,35 GHz. Tämän kaistan hyödyntäminen vaatii sen ominaisuuksien tutkimista niin antennien kuin muiden komponenttien, kuten suodattimien, osalta. Tässä työssä suunnitellaan 15 GHz:n taajuudella toimiva, ± 45° lineaaripolarisoitu 8x8-antenniryhmä, jonka avulla testataan uutta suodatusmenetelmää nimeltä elementtitason suodattaminen. Menetelmän mahdollistavat erittäin pienikokoiset akustiset suodattimet, joita kehitetään nyt myös FR3 taajuuksille. Suunnitellun antenniryhmän yksittäinen elementti on pinottu mikroliuska-antenni maarakosyötöllä. Ryhmällä on kaksi erillistä syöttöverkkoa, jotka on toteutettu kompaktilla hybridiratkaisulla. Epätasaisista tehonjakajista muodostuva syöttöverkko syöttää antenneja erisuurilla amplitudeilla, mikä alentaa antenniryhmän sivukeilatasoja. Antennirakenne on toteutettu yhdeksänkerroksiselle piirilevylle, jotta syöttöverkot mahtuvat puolen aallon kokoiseen tilaan antennielementtien väliin. Lopullinen antenniryhmä on kompakti, ja siihen voidaan integroida akustiset suodattimet. Antenniryhmää voidaan käyttää elementtitason suodattamisen testaamiseen ja menetelmän hyötyjen arviointiin. Tämä työ toimii demonstraationa FR3-kaistan antenniryhmästä ja esittelee tekniikoita kompaktien antenniryhmien suunnitteluun.Description
Supervisor
Viikari, VilleThesis advisor
Ermutlu, MuratVähä-Savo, Lauri