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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 周錫增(Hsi-Tseng Chou) | |
dc.contributor.author | SIH-CI CHEN | en |
dc.contributor.author | 陳思錡 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-17T08:15:20Z | - |
dc.date.available | 2021-08-20 | |
dc.date.copyright | 2019-08-20 | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.date.submitted | 2019-08-14 | |
dc.identifier.citation | [1] Q.-U.-A. Nadeem, A. Kammoun, and M.-S. Alouini, 'Elevation beamforming with full dimension mimo architectures in 5G systems: A tutorial,' IEEE, 2018.
[2] D. Gesbert, M. Shafi, D. S. Shiu, P. J. Smith, and A. Naguib, 'From theory to practice: An overview of MIMO space-time coded wireless systems,' 2003. [3] J. H. Winters, 'Optimum combining in digital mobile radio with cochannel interference,' IEEE transactions on vehicular technology, vol. 33, no. 3, pp. 144-155, 1984. [4] M. Y. Li et al., 'Eight-Port Orthogonally Dual-Polarized Antenna Array for 5G Smartphone Applications,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 9, pp. 3820-3830, Sep 2016 [5] Z. Qin, W. Geyi, M. Zhang, and J. Wang, 'Printed eight-element MIMO system for compact and thin 5G mobile handest,' Electronics Letters, vol. 52, no. 6, pp. 416-418, 2016. [6] L. Zhao, A. Chen, J. Zhang, S. Zheng, and Y. Yin, 'A single radiator with four decoupled ports for four by four MIMO antennas and systems,' in 2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, 2017: IEEE, pp. 1659-1660. [7] S. S. Zhekov, A. Tatomirescu, and G. Fr, 'Compact multiband sensing MIMO antenna array for cognitive radio system,' in 2015 Loughborough Antennas & Propagation Conference (LAPC), 2015: IEEE, pp. 1-5. [8] S. Zhang, Z. Ying, J. Xiong, and S. He, 'Ultrawideband MIMO/diversity antennas with a tree-like structure to enhance wideband isolation,' IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 8, pp. 1279-1282, 2009. [9] S. Zhang, B. K. Lau, Y. Tan, Z. Ying, and S. He, 'Mutual coupling reduction of two PIFAs with a T-shape slot impedance transformer for MIMO mobile terminals,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 3, pp. 1521-1531, 2011. [10] Y.-L. Ban, C. Li, G. Wu, and K.-L. Wong, '4G/5G multiple antennas for future multi-mode smartphone applications,' IEEE access, vol. 4, pp. 2981-2988, 2016. [11] Z. Li, Z. Du, M. Takahashi, K. Saito, and K. Ito, 'Reducing mutual coupling of MIMO antennas with parasitic elements for mobile terminals,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 2, pp. 473-481, 2011. [12] H. Xu, H. Zhou, S. Gao, H. Wang, and Y. Cheng, 'Multimode decoupling technique with independent tuning characteristic for mobile terminals,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, no. 12, pp. 6739-6751, 2017. [13] H. Li, B. K. Lau, Z. Ying, and S. He, 'Decoupling of multiple antennas in terminals with chassis excitation using polarization diversity, angle diversity and current control,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 12, pp. 5947-5957, 2012. [14] K. Liolis et al., 'Use cases and scenarios of 5G integrated satellite‐terrestrial networks for enhanced mobile broadband: The SaT5G approach,' International Journal of Satellite Communications and Networking, vol. 37, no. 2, pp. 91-112, 2019. [15] Provisional Final Acts World Radiocommunication Conference (WRC-15) [16] Keith Benson, Phased Array Beamforming ICs Simplify Antenna Design [17] R. Walter, 'Multiple beam radar antenna system,' ed: Google Patents, 1965. [18] J. D. Dunworth et al., 'A 28GHz Bulk-CMOS dual-polarization phased-array transceiver with 24 channels for 5G user and basestation equipment,' in 2018 IEEE International Solid-State Circuits Conference-(ISSCC), 2018: IEEE, pp. 70-72. [19] K. Haneda et al., '5G 3GPP-like channel models for outdoor urban microcellular and macrocellular environments,' in 2016 IEEE 83rd Vehicular Technology Conference (VTC Spring), 2016: IEEE, pp. 1-7. [20] D. Liu, X. Gu, C. W. Baks, and A. Valdes-Garcia, 'Antenna-in-package design considerations for Ka-band 5G communication applications,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, no. 12, pp. 6372-6379, 2017. | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/73970 | - |
dc.description.abstract | 在本文中介紹了第五代行動通訊使用這裝置的天線設計及應用。論文架構分為兩個部分;第一部份介紹 6GHz 以下頻段。此頻段的應用希望能以第四代行動通訊LTE的頻段為基礎,運用非授權的頻段並結合WiFi的作法以利提升整體訊號的覆蓋率。在此波段我們設計一款可相容於現有5吋手機的開槽天線,其特色為面積緊湊且能用印刷電路板製成實作。第二部分為毫米波28/38GHz的雙頻雙極化天線。在第五代行動通訊中,6GHz以下頻段可以提升整體的覆蓋率,但速度提升有限,而毫米波段可望能在都會地區Gbps 等級的服務。我們設計了一款雙頻雙極化貼片天線,透過加入開槽使得頻寬較一般貼片天線更寬;而雙極化能使的傳輸容量大幅提升。論文中包含上述兩部份的設計過程、文獻探討、模擬結果、量測與討論。 | zh_TW |
dc.description.abstract | In this paper, the antenna design and application of the fifth generation mobile communication using this device is introduced. The paper structure is divided into two parts; the first part introduces the frequency band below 6GHz. The application of this frequency band is expected to be based on the frequency band of the fourth generation mobile communication LTE, using unlicensed frequency bands and combining WiFi to improve the coverage of the overall signal. In this band, we designed a slotted antenna that is compatible with existing 5-inch mobile phones. It is characterized by a compact size and can be made with printed circuit boards. The second part is a dual-frequency dual-polarized antenna with a millimeter wave in 28/38 GHz. In the fifth-generation mobile communication, the frequency band below 6 GHz can improve the overall coverage, but the speed increase is limited, and the millimeter band is expected to provide services at Gbps levels in urban areas.. We designed a dual-band, dual-polarized patch antenna that is wider than a typical patch antenna by adding slots; dual-polarization enables a significant increase in transmission capacity. The paper contains the above two parts of the design process, literature discussion, simulation results, measurement and discussion. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-17T08:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-108-R06942093-1.pdf: 12661696 bytes, checksum: f518b83882ae8b7416ae358405d936d0 (MD5) Previous issue date: 2019 | en |
dc.description.tableofcontents | 口試委員審定書 i
中文摘要 ii ABSTRACT iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 ix Chapter 1 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究背景 3 1.3 章節簡介 6 Chapter 2 應用於Sub-6GHz行動裝置支天線陣列設計 7 2.1 常見的行動裝置天線介紹 7 2.2 多輸入多輸出天線系統架構 12 2.3 文獻探討與回顧 14 2.4 4×4MIMO應用之開槽天線設計 17 2.5 去耦結構 33 2.6 增加去耦結構之改良式開槽天線 36 Chapter 3 毫米波頻段之使用者裝置相控陣列 41 3.1 毫米波頻帶介紹 41 3.2 毫米波系統架構與核心技術 44 3.2.1 波束成形系統 44 3.2.2 Massive MIMO 46 3.2.3 相控陣列原理 47 3.2.4 羅特曼透鏡波束成形 48 3.3 文獻探討與回顧 49 3.3.1 5G 用戶端的相位陣列 49 3.3.2 應用於毫米波段的多層板結構 52 3.4 2×2 毫米波段天線陣列設計 53 3.5 2×2天線陣列之簡化 59 3.6 2×2 天線陣列實作與量測 60 3.6.1 28GHz垂直/水平極化 61 3.6.2 38GHz垂直/水平極化 62 3.6.3 28/38GHz垂直極化 63 3.6.4 28/38GHz水平極化 64 3.7 由量測顯示之問題進行修正 65 3.7.1 修正後28GHz垂直/水平極化之模擬與量測 66 3.7.2 修正後38GHz垂直/水平極化之模擬與量測 68 3.7.3 修正後28/38GHz垂直極化之模擬與量測 70 3.7.4 修正後28/38GHz垂直極化之模擬與量測 72 Chapter 4 結論 74 參考文獻 76 圖目錄 圖1.1 MIMO示意圖 4 圖1.2 波束成形示意圖 4 圖2.1 PIFA天線示意圖 7 圖2.2 單極子天線示意圖 8 圖2.3 偶極子天線場型圖 8 圖2.4 單極子天線場型圖 8 圖2.5 (a)兩段短截線 9 圖2.5 (b)在金屬片上切割縫隙 9 圖2.6 縫隙天線和偶極子天線. 10 圖2.7 開槽天線範例 11 圖2.8 4×4 MIMO系統範例 12 圖2.9 [4]中MIMO 天線架構 14 圖2.10 [5]中八天線架構 15 圖2.11 [6]中天線的幾何結構 16 圖2.12 [7]中天線的實際結構 16 圖2.13 4×4 MIMO天線示意圖 17 圖2.14 反射係數模擬結果 22 圖2.15 移動L型饋入微帶線對反射係數的影響 22 圖2.16 Ant1- Ant4 23 圖2.17 隔離度模擬結果 23 圖2.18 輻射效率模擬結果 24 圖2.19 包絡相關係數模擬結果 24 圖2.20 不同頻率下天線3D輻射場型模擬結果 26 圖2.21 曝光機 27 圖2.22 顯影槽 27 圖2.23 蝕刻機. 27 圖2.24 網路分析儀 28 圖2.25 85052D 校正元件 28 圖2.26 實際天線圖 28 圖2.27 反射係數量測結果 29 圖2.28 隔離度量測結果 30 圖2.29 (a) Ant.1天線效率量測結果 31 圖2.29 (b) Ant.2天線效率量測結果 31 圖2.30 不同頻率下天線2D輻射場型量測結果 32 圖2.31 地平面上的樹狀結構[8] 33 圖2.32 T形槽阻抗轉換器[9] 34 圖2.33 中和線結構[10] 34 圖2.34 寄生單極子[11] 34 圖2.35 [13]中天線在0.93 GHz時折疊的單極子被激發和當耦合的環被激發時的電流分布圖 35 圖2.36 增加去耦結構改良後的天線 36 圖2.37 增加中和線的反射係數模擬結果 37 圖2.38 隔離度模擬結果 38 圖2.39 不同頻率下天線3D輻射場型模擬結果 39 圖3.1 IMT 2020年及以後的使用場景(來源:ITU-R3)[14] 41 圖3.2 波束成形系統 44 圖3.3 大規模MIMO利用大型天線陣列來空間複用許多終端[16] 46 圖3.4 相控陣列[16] 47 圖3.5 羅特曼透鏡[17] 48 圖3.6 5G NR毫米波原型[18] 49 圖3.7 高通所提出的前後天線模組 50 圖3.8 Flip chip BGA UE antenna module[26] 51 圖3.9 [20]中多層板天線的各層結構 52 圖3.10 雙頻段雙極化貼片天線示意圖 53 圖3.11 改良後貼片天線示意圖 54 圖3.12 2×2陣列天線 55 圖3.13 反射係數模擬結果 55 圖3.14 未做鏡像處理的2D輻射場型 56 圖3.15 鏡像處理後的2D輻射場型 56 圖3.16 (a) 28GHz垂直極化 57 圖3.16 (b) 28GHz水平極化 57 圖3.16 (c) 38GHz垂直極化 58 圖3.16 (d) 38GHz水平極化 58 圖3.17 多層板結構(4層基板&5層金屬) 59 圖3.18 2×2 28GHz垂直/水平極化天線(2層基板&3層金屬) 59 圖3.19 天線成品和量測環境 60 圖3.20 28GHz垂直/水平極化量測的反射係數 61 圖3.21 28GHz垂直極化量測的場型圖 61 圖3.22 38GHz垂直/水平極化量測反射係數 62 圖3.23 38GHz水平極化量測的場型圖 62 圖3.24 28/38GHz垂直極化量測反射係數 63 圖3.25 38GHz垂直極化量測的場型圖 63 圖3.26 28/38GHz水平極化量測反射係數 64 圖3.27 28GHz水平極化量測的場型圖 64 圖3.28 [13]中天線在0.93 GHz時折疊的單極子被激發和當耦合的環被激 35 圖3.29 增加去耦結構改良後的天線 36 圖3.29 增加中和線的反射係數模擬結果 37 圖3.16 隔離度模擬結果 38 圖3.17 不同頻率下天線3D輻射場型模擬結果 39 圖3.18 IMT 2020年及以後的使用場景(來源:ITU-R3)[14] 41 圖3.19 波束成形系統 44 圖3.20 大規模MIMO利用大型天線陣列來空間複用許多終端[16] 46 圖3.21 相控陣列[16] 47 圖3.22 羅特曼透鏡[17] 48 圖3.23 5G NR毫米波原型[18] 49 圖3.24 高通所提出的前後天線模組 50 圖3.25 Flip chip BGA UE antenna module[26] 51 圖3.26 [20]中多層板天線的各層結構 52 圖3.27 [20]中多層板天線的各層結構 52 表目錄 表1.1 IMT-2020 5G效能標準. 2 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 5G位於Sub-6GHz及毫米波段之使用者裝置相控陣列天線模組 | zh_TW |
dc.title | Phased Antenna Array Module for User Equipment at Sub-6 GHz and Millimeter Wave Frequencies for 5G Mobile Communication Applications | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 107-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 盧信嘉,林丁丙,段世中 | |
dc.subject.keyword | 第五代行動通訊,Sub-6 GHz,毫米波,MIMO,雙頻雙極化, | zh_TW |
dc.subject.keyword | 5th Generation Mobile Communications,Sub-6 GHz,Millimeter Wave,MIMO,Dual Band Dual Polarization, | en |
dc.relation.page | 78 | |
dc.identifier.doi | 10.6342/NTU201903444 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2019-08-15 | |
dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 電信工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 電信工程學研究所 |
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