search query: @keyword DVB-H / total: 18
reference: 8 / 18
« previous | next »
Author:Kyrö, Mikko
Title:Multi-Element Antenna for DVB-H Terminal
Monielementtiantenni DVB-H-vastaanottimeen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2007
Pages:80      Language:   eng
Department/School:Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto
Main subject:Radiotekniikka   (S-26)
Supervisor:Vainikainen, Pertti
Instructor:Mustonen, Maria
Electronic version URL: http://urn.fi/urn:nbn:fi:tkk-009970
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark S80     | Archive
Keywords:DVB-H
electrically small antenna
matching circuit
coupling element based antenna structure
multi-element antenna
realized gain
mutual information
sähköisesti pieni antenni
sovituspiiri
kytkentäelementtiin perustuva antennirakenne
monielementtiantenni
toteutunut vahvistus
keskinäisinformaatio
Abstract (eng):In this thesis feasibility to implement multi-element antenna configurations in handheld digital television receivers (Digital Video Broadcasting – Handheld (DVB-H)) has been studied.
A two-element antenna for a DVB-H terminal was designed, manufactured and the performance of the antenna was evaluated with simulations and measurements.

The use of multi-element antenna systems such as multiple-input multiple-output (MIMO) can enhance the mutual information or reliability of the wireless communications link compared to a single-element antenna system.
The drawback of using the MIMO system is the increased complexity of the transceiver.
The DVB-H system works at about 470 – 800 MHz frequency range and the relative bandwidth is very broad.
This makes antenna designing challenging because an internal antenna in a handheld terminal is inevitably electrically small and broad bandwidth is difficult to achieve.
In addition, in a handheld terminal there are very few places where DVB-H antennas can be located.
Due to low frequency and small size of the terminal it is difficult to implement uncorrelated antenna elements.

In this work antenna elements were realized with a coupling element based antenna structure.
These antennas are tuned to resonance with a matching circuit.
At first achievable bandwidths and envelope correlation coefficients of different antenna element structures and their locations were investigated with simulations.
Finally, the multi-element antenna was implemented with two antenna elements which were located in the corners of the ground plane at the same short side.
The ground plane represents the circuit board of the terminal.
In this thesis a narrow-band single-resonant matching circuit was designed to evaluate the performance of the antenna with measurements and a broad-band dual-resonant matching circuit to cover the whole DVB-H band.
Because the size of the antenna structure was desired to be small, the DVB-H band was divided into two parts and separate matching circuits were designed for both sub-bands.
In the final antenna the desired matching circuit would be selected with RF switches.
With this procedure, the realized gain specification of the DVB-H antennas was fulfilled with a 2.5 dB margin in simulations and measurements.

The MIMO performance of the dual-element antenna structure was evaluated in realistic propagation environments with an antenna analysis tool called measurement based antenna testbed (MEBAT).
A single-element reference antenna was designed for the MEBAT simulations in order to gain knowledge whether it is useful to have several antenna elements in a DVB-H receiver.
According to simulation results, the greatest benefit from the use of the dual-element antenna is attained at high reliability levels.
In that case the mutual information of a 2 x 2 MIMO system can be two to four times higher than with a single-input single-output (SISO) configuration.
At lower reliability level the difference is smaller.
The performance of the MIMO system does not depend only on the signal environment but also on the orientation of the receiving antenna and on the polarizations of the transmitting antennas.
These matters were also investigated with MEBAT simulations.
Abstract (fin):Tässä diplomityössä tutkittiin monielementtiantennien käyttökelpoisuutta kannettavissa Digital Video Broadcasting – Handheld (DVB-H)-digitaalitelevisiovastaanottimissa.
Työssä suunniteltiin ja valmistettiin kaksielementtiantenni DVB-H-käyttöön.
Antennin toimintaa arvioitiin simuloinneilla ja mittauksilla.

Monielementtiantennijärjestelmien, kuten multiple-input multiple-output (MIMO), käyttö mahdollistaa radiotietoliikenneyhteyden kapasiteetin kasvun tai niillä voidaan lisätä yhteyden luotettavuutta verrattuna perinteiseen yhden vastaanotin- ja lähetysantennin järjestemään.
MIMO-järjestelmän haittapuolena voidaan pitää lähettimen ja vastaanottimen rakenteen monimutkaistumista.
DVB-H-signaalin vastaanotto tapahtuu matalalla taajuudella ja leveällä taajuuskaistalla (noin. 470 – 800 MHz), mikä tekee pienen laitteen antennisuunnittelusta haastavaa.
Kannettavan TV-vastaanottimen sisäisistä antenneista tulee väistämättä sähköisesti pieniä ja laajakaistaista toimintaa on vaikea saavuttaa.
Lisäksi nykyaikaisessa kannettavassa päätelaitteessa on hyvin rajallinen määrä paikkoja, joihin DVB-H-antennit voidaan sijoittaa.
Matalasta taajuudesta ja laitteen pienestä koosta johtuen korreloimattomia antennielementtejä on vaikea toteuttaa.

Tässä työssä antennit toteutettiin kytkentäelementteihin perustuvalla antennirakenteella, jossa antenni viritetään resonanssiin sovituspiirin avulla.
Eri antennirakenteilla ja elementtien sijoittelulla saavutettavia kaistanleveyksiä sekä verhokäyrä-korrelaatioita tutkittiin aluksi simuloinneilla.
Lopulta päädyttiin käyttämään kahta antennielementtiä, jotka asetettiin päätelaitteen piirilevyä kuvaavan maatason nurkkiin samalle lyhyelle sivulle.
Työssä suunniteltiin kapeakaistainen yksiresonanssisovituspiiri mittauksia varten, sekä leveäkaistainen kaksoisresonanssisovituspiiri kattamaan koko DVB-H-taajuuskaista.
Koska antennirakenteesta haluttiin pieni, jouduttiin DVB-H-kaista jakamaan kahteen osaan ja suunnittelemaan sovituspiirit erikseen molemmille osakaistoille.
Lopullisessa antennissa haluttu sovituspiiri valittaisiin RF-kytkimillä.
Tällä menettelyllä DVB-H-antenneille asetettu toteutuneen vahvistuksen spesifikaatio ylitettiin 2.5 dB:n marginaalilla sekä simuloinneissa että mittauksissa.

Antennirakenteen MIMO-toimintaa tutkittiin measurement based antenna testbed (MEBAT)-nimisellä antennievaluaatiotyökalulla.
MEBAT:in avulla kaksielementtiantennin toimintaa voitiin simuloida realistisessa etenemisympäristöissä.
Simulointeja varten suunniteltiin yksielementtinen referenssiantenni, jotta voitiin selvittää, onko useamman elementin käytöstä hyötyä.
Simulointituloksista ilmenee, että suurin hyöty kaksielementtiantennin käytöstä saavutetaan suurilla luotettavuustasoilla.
Tällöin käyttämällä 2 x 2 MIMO-järjestelmää keskinäisinformaatio voi olla noin kaksin-nelinkertainen verrattuna single-input single-output (SISO)-konfiguraatioon.
Matalammilla luotettavuustasoilla ero on pienempi.
MIMO-järjestelmän suorituskykyyn vaikuttavat käyttöympäristön lisäksi myös vastaanottoantennin asento sekä lähetysantennissa käytettävät polarisaatiot.
Myös näitä asioita tutkittiin MEBAT-simuloinneilla.
ED:2007-12-10
INSSI record number: 35011
+ add basket
« previous | next »
INSSI