Verbessertes 5G-Netzwerk mit 3D-gedruckten MIMO-Antennen?

In Großbritannien ansässige Forscher untersuchten den Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung kostengünstiger MIMO-Antennen (Multiple Input Multiple Output) für 5G-Kommunikationssysteme.

Diese 3D-gedruckten Antennen sind in der Lage, Strahlen in mehrere Richtungen zu übertragen und bieten eine kontinuierliche Echtzeit-Abdeckung ohne die Verwendung von Phasenschiebern. Darüber hinaus können sie im 28-GHz-5G-Band betrieben werden, wobei ihre Breitbandleistung 4 GHz übersteigt.

Die Forscher haben festgestellt, dass diese Antennen dank der Verwendung des 3D-Drucks eine kostengünstige Alternative für 5G- und mm-Wellen-Anwendungen darstellen. Darüber hinaus hat der 3D-Druck auch komplexe Designoptionen erleichtert, die es ermöglichen, die Richtung des Antennenstrahls zu ändern und die Richtwirkung der Antenne zu erhöhen.

Die Forscher skizzieren zunächst die bevorstehende Standardisierung von 5G, die derzeit in den meisten Ländern implementiert wird. Es wird erwartet, dass die 5G-Funktechnologie eine große Verbesserung gegenüber den aktuellen Technologien darstellt und die Gesamtsystemkapazität um das Hundertfache verbessert sowie den Gesamtsystemdurchsatz bei höherer Spektral- und Energieeffizienz erhöht und gleichzeitig die Systemlatenz minimiert.

Anschließend erklären die Autoren, wie 3D-Druck ein effektiver Herstellungsprozess für das Entwerfen von Antennen ist und zur Herstellung von Antennen für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Frequenzbändern von Mikrowellen- bis THz-Frequenzen verwendet wurde.

Alle Details zu der Arbeit von Shaker Alkaraki, der Postdoktorand an der Queen Mary University in London ist, und Yue Gao, Professor für drahtlose Kommunikation, können in dem Paper “mm-Wave Low Cost MIMO Antennas with Beam Switching Capabilities Fabricated Using 3D Printing for 5G Communication Systems” nachgelesen werden. Der Fachartikel kann hier kostenlos als PDF abgerfufen werden.