Dissertação

{en_GB=Millimeter Wave Antenna Implementation in Smartphones for 5G Communications} {} EVALUATED

{pt=5G é a mais recente tecnologia sem fios desenvolvida para suportar valores elevados de tráfego, de conexões e de largura de banda com baixa latência, resultantes de um aumento de utilizadores, dispositivos e iniciativas como Cidades Inteligentes ou Veículos Autónomos. 5G introduzirá uma mudança de conceitos na indústria dos telemóveis no que toca ao design e implementação de antenas. O objectivo desta dissertação é estudar como implementar antenas milimétricas em telemóveis 5G para minimizar imparidades causadas por frequências altas, constrições de design dos telemóveis e condicões dinâmicas de ambiente. Um processo de comparação é estabelecido usando duas famílias de antenas milimétricas para avaliar o seu potencial e limitações quando integradas em smartphones 5G: patches (PBS) e monopolos (MBS). Este é feito em duas fases: um estudo de cobertura que determina quão bem distribuída no espaço está a potência radiada pelas antenas, e, finalmente, um simulador de canal MIMO discreto geométrico é desenvolvido para recriar as condições de propagação de frequências milimétricas, em qualquer cenário (rural a urbano), incluindo efeitos de antenas reais, o chassis do telemóvel e o utlizador (bloqueio corporal e despolarização). Isto permite avaliar o desempenho do canal MIMO dependendo do tipo de antena, polarização, cenário e bloqueio corporal. O estudo demonstra que antenas simples podem ser usadas no terminal do utilizador para gerir os desafios de ondas milimétricas 5G. As antenas MBS são candidatas perfeitas por serem soluções compactas, de baixa complexidade e de baixo custo em comparação com as PBS. , en=5G is a wireless technology being currently developed to sustain the high amounts of data rate, connections, and bandwidth with low latency that come with more users, devices, and ambitious endeavors such as Smart Cities or Autonomous Vehicles. 5G will introduce a paradigm shift in the mobile phone industry regarding antenna design and implementation. This dissertation's goal is to assess how to implement millimeter wave antennas in 5G smartphones to minimize impairments caused by high frequencies, modern mobile phone form factor constrictions and dynamic environment characteristics. A comparison process is established using two mm-Wave antenna families to evaluate their potential and limitations when integrated into 5G smartphones: patches (PBS) and monopoles (MBS). It involves two stages: firstly, a coverage study, to assess how well distributed in space is the power radiated by the antenna array; and secondly, a discrete geometrical MIMO channel simulator is developed to recreate the mm-Wave propagation conditions in any scenario (from rural to urban), including the effects of the real antennas, smartphone metallic chassis and user influence (body blockage and depolarization). This allows to evaluate the MIMO channel performance depending on the antenna type, polarization, scenario, and body blockage. The study shows that very simple antennas can be used in the user terminal to cope with the challenges of mm-Wave 5G. Monopole Based Solution (MBS) antennas are perfect candidates because of their compactness, low complexity and low cost when compared to PBS. }
{pt=Antenas miniaturizadas, 5G, MIMO, Beamforming, Ondas milimétricas, Smartphones, en=Small antennas, 5G, MIMO, Beamforming, mm-Wave, Smartphones}

Novembro 22, 2018, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Christian Rom

INTEL

Especialista

ORIENTADOR

António José Castelo Branco Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar