Väitös radiotekniikan alalta, M.Sc. Quangang Chen

Väitöskirjan nimi: Multi-band 5G Antenna Designs for Smartphones

Tohtoriopiskelija: Quangang Chen
Vastaväittäjä: Prof. Shuai Zhang, Aalborg University, Tanska
Kustos: Prof. Ville Viikari, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan ja nanotekniikan laitos

Matkaviestintä on kehittynyt huomattavasti ensiesittelynsä jälkeen, sillä ensimmäinen sukupolvi (1G) tuki vain äänipuheluja tiedonsiirtonopeuden ollessa kilobittejä sekunnissa. Nykyisen viidennen sukupolven (5G) tiedonsiirtokyky on gigabittejä sekunnissa, mikä mahdollistaa mm. teräväpiirtovideopuhelut. Samanaikaisesti myös kannettavien laitteiden antennien suunnittelu on kokenut merkittävän muutoksen. Nämä antennit ovat keskeinen osa langattomia tietoliikennejärjestelmiä signaalien lähetyksessä ja vastaanotossa. 

Tietoliikennetekniikan kehittyessä yhä useampia taajuuskaistoja on otettu käyttöön. Huomattava ero 5G:n ja aiempien sukupolvien välillä on millimetriaaltojen käyttöönotto, mikä tarjoaa entistä enemmän kaistanleveyttä ja siten myös lisää langatonta tiedonsiirtokykyä. Eri alueilla ympäri maailmaa on otettu käyttöön hieman eri taajuuskaistoja omiin matkaviestintäjärjestelmiin, ja kansainvälisesti käytössä on useita kaistoja taajuuksien 700 MHz ja 44 GHz välillä. Uusien älypuhelimien antennisuunnittelussa on oleellista, että antennit tukevat useita vaadittuja taajuuskaistoja. 

Tämä työ esittelee useita 5G-älypuhelimiin soveltuvia antenneja, jotka toimivat joko alle 6 GHz:llä tai millimetriaaltotaajuuksilla. Antennien suunnittelussa on otettu huomioon laitteiden erityiset vaatimukset, kuten matala profiili, pieni koko, helppo valmistus, sekä usein haluttu metallinen runko. Suunnitellut antennit täyttävät myös uusimmat 5G-tietoliikennejärjestelmien vaatimukset mukaan lukien keilanmuodostuksen, moniantennijärjestelmät (MIMO) ja kaksoispolarisaation. 

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53