Study on a wide-angle scanning phased antenna array for 5G mm-Wave

This thesis work studies a method to design a wide-angle scanning phased antenna array for 5G mm-Wave communication systems in the frequency band from 26.5 GHz to 27.5 GHz. After a general introduction to the propagation characteristics of millimeter waves and to the role that Network Controlled Repeaters (NCRs) will have in future, multi-Gbit mobile networks, the work will then continue with the design process of the radiating element. The array unit-cell is initially analyzed: it consists of a dual linearly polarized microstrip patch antenna that has been modified with the introduction of parasitic elements in order to obtain a wide beamwidth radiation pattern. After that, arrays of the proposed unit-cell element are simulated to evaluate their performance at large scan angles. This work has been carried out during the internship time spent at the company Adant Technologies Inc. located in Legnaro (Padova).

In questo elaborato di tesi viene studiato un metodo per realizzare una schiera di antenne ad ampio angolo di scansione per applicazioni 5G mm-Wave nella banda di frequenze comprese tra 26.5 GHz e 27.5 GHz. Dopo aver descritto le caratteristiche di propagazione delle onde millimetriche, si introdurrà al ruolo che i Network Controlled Repeaters (NCRs) avranno nelle reti mobile multi-Gbit del futuro. Successivamente, si passerà alla fase di progettazione dell’elemento radiante. Tramite delle simulazioni, verrà inizialmente analizzata la cella unitaria che costituisce la schiera: una patch a microstriscia con doppia polarizzazione lineare appositamente modificata con degli elementi parassiti per ottenere un pattern di radiazione ad ampio beamwidth. Successivamente, delle schiere di tale elemento vengono simulate per valutarne il comportamento ad ampi angoli di scansione. Questo lavoro è stato svolto durante il periodo di tirocinio presso l’azienda Adant Technologies Inc. sita in Legnaro (Padova).