MIMO Antenna Designs for Handsets

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2018-08-20
Department
Major/Subject
Radio Science and Engineering
Mcode
ELEC3038
Degree programme
NanoRad - Master’s Programme in Nano and Radio Sciences (TS2013)
Language
en
Pages
46 + 9
Series
Abstract
In modern handsets the available space for antennas is very limited because of large displays, so one possible solution is to integrate the antennas into the metal-rim surrounding the handset. In this thesis this kind of structure is studied by changing the size and location of the antennas. The designed structures include multiple antennas in the same frequency band in order to realize MIMO functionality. The antennas should operate with at least 30% total efficiency over the LTE frequency bands 698–960 and 1710–2690 MHz. The antennas are studied and designed by performing electromagnetic simulations with a simplified model of a modern mobile handset. Three different MIMO configurations with different number of low-band (LB) and high-band (HB) antennas are studied: 2 LB + 2 HB, 1 LB + 4 HB, and 1 LB + 2 HB. The desired minimum total efficiency of 30% is achieved for all cases, and the results are comparable with recent research.

Nykyisissä matkapuhelimissa antenneille jäävä tila on erittäin pieni suuren näytön vuoksi, joten yksi ratkaisu on suunnitella antennit matkapuhelinta ympäröivään metallireunaan. Tässä diplomityössä tämänkaltaista rakennetta tutkitaan muuttamalla antennien kokoa ja sijaintia metallireunalla. Suunnitelluissa rakenteissa on useita antenneja samalla taajuuskaistalla, mikä mahdollistaa MIMO teknologian hyödyntämisen. Antennien tulisi toimia vähintään 30 %:n kokonaishyötysuhteella LTE taajuuskaistoilla 698–960 ja 1710–2690 MHz. Antenneja tutkitaan ja suunnitellaan suorittamalla sähkömagneettisia simulaatioita käyttämällä yksinkertaistettua mallia modernista matkapuhelimesta. Tässä työssä tutkitaan kolmea eri MIMO tapausta, joissa on eri määrä alakaista- ja yläkaista-antenneja (LB ja HB vastaavasti): 2 LB + 2 HB, 1 LB + 4 HB, ja 1 LB + 2 HB. Jokaiselle tapaukselle saavutetaan tavoitteen mukaiset 30 %:n minimihyötysuhteet, ja tulokset ovat vertailukelpoisia viimeaikaisen tutkimuksen kanssa.
Description
Supervisor
Viikari, Ville
Thesis advisor
Lehtovuori, Anu
Keywords
antenna, LTE, MIMO, mobile handset
Other note
Citation