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Researchers at North Carolina State University have developed a model that allows antenna designers to identify efficient configurations for antenna designs in minutes, rather than days. The model is designed to expedite development of next generation “multi-input, multi-output” (MIMO) antennas, which allow devices to get more use out of the available bandwidth.
“我们的模型产生了几乎最佳的结果，并且应该将设计人员保存在达到可用于创造原型的结果或可以使用传统的建模技术改进的结果，”电气计算机工程助理教授Jacob Adam说在工作中的NC州和高级作者上的工作。
在MIMO系统中，多个变送器可以在相同的频率上发送数据，但沿不同的空间路径。多个接收器可以基于无线电波对多个接收器的路径的唯一性区分这些多个数据流。这种类型的系统需要MIMO天线，这些天线通常是平面的或平坦的，并且在从智能手机到卫星阵列的一切中找到。发射器和接收器连接到天线的点称为端口。如果MIMO系统使用两个端口，则可以将传输的数据量倍倍。并且您可以通过使用更多端口来实现更大的好处。
这很重要，因为可用带宽的竞争是激烈的。商业和军事通信服务必须通过无线电频率的有限频谱播放和接收信息，即使消费者呼叫他们的个人设备的下载速度更快。
然而，在小型移动设备中实施MIMO概念可以构成显着的设计挑战。这是因为港口可以“夫妇”或交互，当它们放在一起时，它们可以有效地对它们区分它们从发射机接收的信号区分。
设计MIMO天线并选择MIMO天线上每个端口的最佳位置可能是耗时的，因为端口的每个可能配置都需要设计人员来计算配置如何影响所有端口。对于在设计中使用的每个附加端口，问题增加了一个级别的数量级。
研究人员由cre解决这个问题ating an approximate model that does two things. The model calculates the performance of each probe point in regard to its efficiency in sending and receiving information. The model also tells users the extent to which each configuration of probes causes the individual probes to couple.
The researchers calculated that directly determining the performance impact of every possible configuration for a MIMO antenna with only two ports would take approximately 7,000 minutes – or more than 116 hours – using conventional methods. Using their model, the researchers were able to identify a near-optimal configuration in approximately 15 minutes.
本文，“通过Eigenfunctions计算和可视化任意平面天线的输入参数，“在线在线发布天线上的IEEE事务和传播。本文的铅作者是宾邦杨，博士。亚当斯实验室的学生。该工作得到了国家科学基金会加强对无线电频谱计划的进入，拨款号码1343309。
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编辑注：这项研究摘要跟随。
“通过Eigenfunctions计算和可视化任意平面天线的输入参数”
作者: Binbin Yang and Jacob J. Adams, North Carolina State University
发表: April 15,天线上的IEEE事务和传播
迪伊: 10.1109/TAP.2016.2554604
抽象的：我们提出了一种使用特征模式理论（CMT）来建立任意形状的平面多端口天线的方法，而不物理地包括馈送。不饲料结构的特征模式扩展以形成特征领域的基础，并引入虚拟探针以激发天线。我们基于每种模式的激励开发了用于天线阻抗的宽带多端口电路模型，其中进料位置仅影响模型中的变压器比，从而实现了在宽频范围内的任意进料组合的设计和分析。因为可以为任何平面几何形状计算CMT膨胀，所以辐射元件的形状也可以是任意的。虽然这种方法是近似的，但提出了几个示例以证明其精度和灵活性使其适用于各种平面天线设计应用。随着对多激励点的输入阻抗的快速评估，可以在天线结构上作为热图绘制诸如多端口S，Y或Z参数的输入参数，促进平面的多端口天线优化和进料选择。
