طراحی و ساخت پراب اندازهگیری و پایش پیوسته شدت تشعشعات میدان های الکتریکی در اولین پایلوت نسل پنجم شبکه های ارتباطی ایران
الموضوعات :رضا بحری 1 , مهدی فسنقری 2 , احمدرضا اسکندری 3 , وحید یزدانیان 4
1 - پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات
2 - پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات (مرکز تحقیقات مخابرات ایران)
3 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شرق
4 - پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات
الکلمات المفتاحية: پرابِ الکتریکی, 5G, آشکارسازِ توان, رنج دینامیکی, پایلوت نسل پنجم شبکه های ارتباطی,
ملخص المقالة :
در این مقاله، وسیلهای برای اندازهگیری شدت میدانهای الکتریکی موجود در محیط، در باند فرکانسی 5G شامل بازه فرکانسی 3400~3600 MHz، طراحی و ارائه میگردد. این وسیله که همان پراب الکتریکیِ 5G نامیده میشود، با استفاده از سه آنتن عمود برهم، به همراه مدارات فیلتر و آشکارسازِ توان، پیاده سازی میگردد. آنتنِ پیشنهادی یک آنتن تک-قطبیِ نواری بوده که این آنتنها در سه جهت عمود بر هم، قادر هستند میدانهای الکتریکی را در همه جهات بصورت یکنواخت و همسانگرد دریافت کنند. فیلترِ پیشنهادی از نوع فیلتر دو خط کوپل-شده مایکرواستریپ میباشد که توانایی حذف سیگنالهای خارج از باند را دارا میباشد. آشکارساز توانِ پیشنهادی، قادر است در رنج دینامیکی وسیعی، بصورت خطی عمل کرده و میدانهای دریافتی از بخش آنتن و فیلتر را به ولتاژهای مناسب جهت پردازش تبدیل کند. در نهایت، پرابِ طراحی شده ساخته میشود. اندازهگیریها، عملکرد مناسبِ پراب را از نظر رنج دینامیکی، دقت، حساسیت و میزان خطی بودن و ایزوتروپیک بودن میدانهای الکتریکیِ دریافتی، تأیید مینماید.
[1] S. i. Kwak, B. C. Kim, and H. D. Choi, “Analysis of isotropic deviation of the electric-fields probe in the personal exposure measurement meter," ICTC 2012, 235-237, Oct. 2012.
[2] S. i. Kwak, J. H. Kwon and Y. J. Yoon, "Experimental Results of an E-Field Probe Using Variable Resistors to Improve Performance," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 15, pp. 1369-1372, 2016.
[3] S. I. Kwak, J. H. Kwon and Y. J. Yoon, "Design of the E-field probe for mobile communication bands in the personal exposure meter," The 18th IEEE International Symposium on Consumer Electronics (ISCE 2014), Jeju, Korea (South), 2014, pp. 1-2.
[4] S. I. Kwak, J. H. Kwon and Y. J. Yoon, "Design of the E-field probe with variable resistors," 2014 International Symposium on Antennas and Propagation Conference Proceedings, Kaohsiung, Taiwan, 2014, pp. 353-354.
[5] S. I. Kwak, B. C. Kim, H. D. Choi, and Y.J. Yoon, “Design of the electric-fields probe in the personal exposure meter,” PIERS Proceedings, Stockholm, Sweden, Aug. 12-15, 2013.
[6] E. S. Pires, P. I. L. Ferreira, G. Fontgalland, M. A. B. de Melo, R. M. Valle and T. P. Vuong, "Design of a UWB antenna for sensor and wireless systems applications," 2008 IEEE International Conference on Ultra-Wideband, Hannover, Germany, 2008, pp. 185-188.
[7] M. Kanda, "Standard probes for electromagnetic field measurements," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 41, no. 10, pp. 1349-1364, Oct. 1993.
[8] X. Zhang and B. Huang, "The design of the elliptic monopole omnidirectional antenna," 2017 Sixth Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP), Xi'an, China, 2017, pp. 1-3.
[9] R.A. Sadeghzadeh, M.A. Honarvar, A.R. Eskandari, “Coplanar-fed UWB elliptical patch antenna with notched band characteristics,” Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, Xi’an, China, March 22–26, 2010.
[10] M. N. Hasan and M. Seo, "A Planar 3.4 -9 GHz UWB Monopole Antenna," 2018 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), Busan, Korea (South), 2018, pp. 1-2.
[11] C. Li, X. Zhu, P. Liu and C. Yu, "Novel wideband omnidirectional monopole antenna for indoor communication environment," 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), London, UK, 2018, pp. 1-3.
[12] M. Arrawatia, M. S. Baghini and G. Kumar, "Broadband omnidirectional antenna for GSM900, GSM1800, 3G, 4G and Wi-Fi applications," 2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, San Diego, CA, USA, 2017, pp. 329-330.
[13] L. Zhao, Z. Chen and J. Wang, "A Wideband Dual-Polarized Omnidirectional Antenna for 5G/WLAN," in IEEE Access, vol. 7, pp. 14266-14272, 2019.
[14] J. Xie, Y. Gao and C. Y. Xia, "A design of three-band monopole antenna applied to 4G/5G," 2020 International Conference on Computer Communication and Network Security (CCNS), Xi'an, China, 2020, pp. 99-103.
[15] N. N. Al-Areqi, N. Seman and T. A. Rahman, "Parallel-coupled line bandpass filter design using different substrates for fifth generation wireless communication applications," 2015 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), Hobart, TAS, Australia, 2015, pp. 1-4.
[16] Y. Guan, Y. Wu and M. M. Tentzeris, "A Bidirectional Absorptive Common-Mode Filter Based on Interdigitated Microstrip Coupled Lines for 5G “Green” Communications," in IEEE Access, vol. 8, pp. 20759-20769, 2020.
[17] W. Zhang, K. Ma, H. Zhang and H. Fu, "Design of a Compact SISL BPF With SEMCP for 5G Sub-6 GHz Bands," in IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 30, no. 12, pp. 1121-1124.
[18] S. Lookian and A.R. Eskandari, “A compact balanced filter with quadruple-mode resonators for UWB application”, Journal of Instrumentation 15 (07), P07003, 2020.
[19] Y. I. A. Al-Yasir, N. OjaroudiParchin, A. Abdulkhaleq, K. Hameed, M. Al-Sadoon and R. Abd-Alhameed, "Design, Simulation and Implementation of Very Compact Dual-band Microstrip Bandpass Filter for 4G and 5G Applications," 2019 16th International Conference on Synthesis, Modeling, Analysis and Simulation Methods and Applications to Circuit Design (SMACD), Lausanne, Switzerland, 2019, pp. 41-44.
[20] David M. Pozar, Microwave Engineering, 4th Edition, Wiley, 2011.
