Phân tích và thiết kế ăng ten mimo cho thiết bị đầu cuối di động 5g

ng-ten lân cận hàng I tốt, với giá trị đo nhỏ -22 dB băng tần 3.5 GHz nhỏ -30 dB băng tần 5.8 GHz -20 S-Parameter (dB) -40 -60 S21 S31 S32 S41 S42 S43 -80 -100 -120 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 Tần số (Hz) Hình 2.21: Tương hỗ phần tử ăng-ten hàng I 61 7.0 KẾT LUẬN CHƯƠNG II Chương II trình bày nghiên cứu thiết kế, mơ chế tạo hệ ăngten MIMO phần tử hoạt động hai băng tần cho thiết bị đầu cuối di động 5G Kết nghiên cứu cuối luận văn đưa mơ hình thiết kế nguyên mẫu ăng-ten MIMO với kích thước ăng-ten nhỏ gọn (5.4 ×20.4mm2) hoạt động hai băng tần 3.5 GHz 5.8 GHz Các kết mô đo đạc cho thấy ăng-ten đạt yêu cầu thiết kế: ăng-ten cộng hưởng tốt hai tần số 3.5 GHz 5.8 GHz, tương hỗ phần tử ăng-ten hệ MIMO nhỏ (< -20 dB) Kết mô hiệu suất xạ độ tăng ích đỉnh cho thấy ăng-ten có hiệu suất xạ > 60%, độ tăng ích đỉnh đạt 3.37 4.58 dBi hai băng thông hoạt động 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau trình nghiên cứu thực đề tài luận văn tơi hồn thành u cầu đặt thực đề tài:"Phân tích thiết kế ăng-ten MIMO cho thiết bị đầu cuối di động 5G" Tơi có nhìn khái qt hiểu biết chung kỹ thuật thiết kế chế tạo ăng-ten nói chung, đặc biệt kỹ thuật thiết kế ăng-ten cho thiết bị đầu cuối di động tiến hóa chúng với phát triển ngành công nghiệp viễn thông di động Kỹ thuật MIMO kỹ thuật bật cho mạng di động hệ 5G Kết nghiên cứu luận văn hệ ăng-ten MIMO phần tử thiết kế bo mạch có kích thước tương đương với mẫu điện thoại cao cấp Mẫu ăng-ten MIMO có kích thước nhỏ gọn, hoạt động hai băng tần có 3.5 GHz 5.8 GHz, tương hỗ phần tử ăng-ten hệ MIMO nhỏ Trong trình thực luận văn, hạn chế thời gian sở vật chất (phòng câm thiết bị đo chuyên dụng) nên số đặc tính xạ ăng-ten chưa đo đạc thực tế Trong tương lai, đề tài phát triển sau theo hướng: nghiên cứu thiết kế hệ ăng-ten MIMO cấu trúc điện thoại thực sự, đánh giá ảnh hưởng vỏ điện thoại linh kiện khác cấu thành điện thoại Chế tạo đo đạc tham số ảnh hưởng từ người sử dụng đến mô hình điện thoại tích hợp hệ ăng-ten MIMO đề xuất luận văn phòng đo tiêu chuẩn kiểm thử khả hoạt động ăng-ten với mạng di động 5G triển khai Việt Nam Một lần xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Khắc Kiểm, tập thể thành viên CRD Lab, thầy cô Viện Điện tử - Viễn thơng, gia đình đồng nghiệp quan bên cạnh dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành đề tài luận văn 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wikipedia (2019) Motorola DynaTAC [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< http://en.wikipedia.org/wiki/Motorola_DynaTAC> [2] Constantine A Balanis, (2016), "Antenna Theory Analysis and Design Fourth Editon", New Jersey , Nhà xuất John Wiley & Sons [3] The Telegraph (2019) Nokia's classic mobile phones: in pictures [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< https://www.telegraph.co.uk/ technology/nokia/8465809/Nokias-classic-mobilephones-in pictures.html? image=2> [4] Caballero, R and Schlub, R (2013) Electronic device with proximity‐based radio power control US8417296 [5] Amm, D., Schlub, R., Leugh, Q et al (2015) Electronic devices with capacitive proximity sensors Dor proximity‐based radio‐Drequency power control US8947305 [6] Webdesigner Depot (2019) The evolution of cell phone design between 1983-2009 [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: [7] Phone Scope (2019) [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: [8] Tom's Guide (2019) Galaxy S10 5G Tested: Crazy Gbps Speeds on Verizon's Network [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< https:// www.tomsguide.com/us/galaxy-s10-5g-speed-tested,news-30101 html> [9] Speedtest (2019) Qualcomm’s snapdragon x50 in the wild: Analyzing 5G mobile performance in U.S cities [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: [10] Samsung (2019) Galaxy S10 5G Majestic Black, (Verizon) 512GB [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< https://www.samsung.com/us/ mobile/ 64 phones/galaxy-s/galaxy-s10-5g-black-verizon-512gb-sm-g977uzae vzw/> [11] Chu, L.J (1948) “Physical limitations oD omnidirectional antennas,” Journal of Applied Physiology, 19, 1163–1175 [12] Hansen, R.C (1981) “Fundamental limitations in antennas.” Proceedings of the IEEE, 69, 170–182 [13] Wheeler, H.A (1947) “Fundamental limitations oD small antennas,” Proceedings of the IRE, 35, 1479–1484 [14] Geyi, W (2003) “Physical limitations oD antenna,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 51, 2116–2123 [15] Fante, R (1969) “Quality Dactor oD general ideal antennas,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 17, 151–155 [16] McLean, J.S (1996) “A re‐examination oD the Dundamental limits on the radiation Q oD electrically small antennas,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 44, 672 [17] FCC (2019) FCC online table of frequency allocations [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< https://transition.fcc.gov/oet/spectrum/table/ fcctable.pdf> [18] NTIA (2019) United States frequency allocations the radio spectrum [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from:< https://www.ntia.doc.gov /files/ntia/publications/2003-allochrt.pdf> [19] Lal Chand Godara, (2001), "Handbook of Antennas in Wireless Communications, 1st", Nhà xuất CRC [20] GSMA (2019) [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: [21] GPS (2019) [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: [22] Wi-Fi Certified™ (2019) [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: 65 [23] Eleftheriades, Iyer, and Kremer (2002), "Planar negative refractive index media using periodically L-C loaded transmission lines," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 50, pp 2702-2712 [24] Rappaport (2002), Wireless communications: Principle and Practice: Prentice Hall [25] Winters (1994), "The diversity gain of transmit diversity in wireless systems with Rayleigh fading," IEEE International Conference on Communications, 1994 ICC '94, SUPERCOMM/ICC '94, Conference Record, 'Serving Humanity Through Communications, pp 1121-1125 [26] Foschini and Gans (1998), "On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas," Wirless Personal Communication, vol 6, pp 311-335 [27] Telatar (1999), "Capacity of multi-antenna Gaussian channels," European Transactions on Telecommunications, vol 10, pp 585-595 [28] M.1457-8 (May 2009), "Detailed specifications of the radio interfaces of international mobile telecommunications-2000 (IMT-2000)." [29] Paulraj, Gorem, and Nabar (2003), Introduction to Space-time Wireless Communications: Cambridge University Press [30] Biglieri, Calderbank, Constantinides, Goldsmith, Paulraj, and Poor (2007), MIMO wireless communications: Cambridge University Press [31] Nguyễn Khắc Kiểm (2016), Nghiên cứu phát triển anten MIMO cho thiết bị đầu cuối di động hệ mới, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, tr 01 - 15 [32] Bhattacharyya (1990), "Characteristics of space and surface waves in a multilayered structure [microstrip antennas]," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 38, pp 1231-1238 [33] Jackson, Williams, Bhattacharyya, Smith, Buchheit, and Long (1993), "Microstrip patch designs that not excite surface waves," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 41, pp 1026-1037 66 [34] Molisch (2011), Wireless Communications: John Wiley& Sons Ltd [35] Derneryd (1978), "A theoretical investigation of the rectangular microstrip antenna element," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 26, pp 532-535 [36] Clarke (1968), "A statistical theory of mobile-radio reception," Bell system technical journal, vol 47, pp 957-1000 [37] Gao (2007), "Characterisation of Multiple Antennas and Channel for Small Mobile Terminals," Department of Electronic Engineering Queen Mary, University of London, United Kingdom [38] Jakes (1974), Microwave Mobile Communications: Wiley [39] Thaysen and Jakobsen (2006), "Envelope correlation in (N, N) MIMO antenna array from scattering parameters," Microwave and Optical Technology Letters, vol 48, pp 832-834 [40] Karaboikis, Papamichael, Tsachtsiris, Soras, and Makios (2008), "Integrating compact printed antennas onto small diversity/MIMO terminals," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 56, pp 2067-2078 [41] DeFlaviis, Jofre, Romeu, and Grau (2008), Multiple Antenna System for MIMO Communications: Morgan & Claypool Publishers [42] Zhengyi, Zhengwei, Takahashi, Saito, and Ito (2012), "Reducing Mutual Coupling of MIMO Antennas With Parasitic Elements for Mobile Terminals," IEEE Transactions on Antennas and Propagation vol 60, pp 473-481 [43] J G Andrews et al (Jun 2014), “What will 5G be?, ” IEEE J Sel Areas Commun., vol 32, no 6, pp 1065–1082 [44] Z Ren, S Wu, and A Zhao, (Jan 2018) “Coexist design of sub-6 GHz and millimeterwave antennas for 5G mobile terminals,” in Proc Int Symp Antennas Propag., Busan, South Korea, pp 805–806 67 [45] Zhouyou Ren and Anping Zhao, (Jul 2019), "MIMO Antenna With Compact Decoupled Antenna Pairs for 5G Mobile Terminals," IEEE Antennas Wireless Propag Lett., vol 18, pp 1367–1371 [46] Yixin, Chow - Yen - Desmond Sim, Yong Lue and Guangli Yang, (Jun 2019), "High-Isolation 3.5 GHz Eight-antenna MIMO Array Using Balanced Open-Slot antenna Element for 5G Smartphones," IEEE Trans Antennas Propag., vol 67, no 6, pp 3820 - 3830 [47] Keysight Technologies (2019) N5244A PNA-X Microwave Network Analyzer, 43.5 GHz [online], truy nhập ngày 01/11/2019, from: 68 ... tài: "Phân tích thiết kế ăng- ten MIMO cho thiết bị đầu cuối di động 5G" Tơi có nhìn khái quát hiểu biết chung kỹ thuật thiết kế chế tạo ăng- ten nói chung, đặc biệt kỹ thuật thiết kế ăng- ten cho thiết. ..KẾT LUẬN CHƯƠNG II Chương II trình bày nghiên cứu thiết kế, mô chế tạo hệ ăngten MIMO phần tử hoạt động hai băng tần cho thiết bị đầu cuối di động 5G Kết nghiên cứu cuối luận văn... mơ hình thiết kế ngun mẫu ăng- ten MIMO với kích thước ăng- ten nhỏ gọn (5.4 ×20.4mm2) hoạt động hai băng tần 3.5 GHz 5.8 GHz Các kết mô đo đạc cho thấy ăng- ten đạt yêu cầu thiết kế: ăng- ten cộng