Antenna Design and Optimization for V2X Communication Systems
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Antennkonstruktion och optimering för V2X-kommunikationssystem (Swedish)
Abstract [en]
Vehicle-to-Everything (V2X) communication is set to play a crucial role in the growth of In- telligent Transport System (ITS) in the coming years, driven by the increasing demand for connected and autonomous vehicles. V2X technology enables vehicles to communicate with each other and with infrastructure, enhancing road safety, reducing trac congestion, and sup- porting real-time decision-making for autonomous driving. As the adoption of V2X technologies accelerates, the need for reliable, high-performance antennas becomes crucial to ensure seamless communication in diverse and dynamic environments. This thesis presents a comprehensive analysis, design, and validation of multiple antenna typesincluding monopole, Inverted 'F' Antenna (IFA), Planar Inverted 'F' Antenna (PIFA), patch antennas specically tailored for V2X communication systems. Each antenna was designed and tested for key performance metrics such as reection coecient, gain, and radi- ation eciency, with all models operating within the 5.7 GHz to 5.925 GHz frequency range. Strategic antenna placement on vehicles was also explored, showing that optimized positioning enhances signal strength, reduces blind spots, and ensures complete 360-degree coverage. This thesis also discuss the development of SmartDisc antennas that provide seamless inte- gration with existing products, further enhancing V2X communication capabilities in roadside units and network systems. This study oers insights into optimizing antenna design and place- ment for V2X applications, contributing to the advancement of ITS. Future work will focus on real-time antenna performance measurement in vehicular environments.
Abstract [sv]
Fordon-till-Allt (V2X) kommunikation förväntas spela en avgörande roll i tillväxten av Intel- ligent transportsystem (ITS) under de kommande åren, drivet av den ökande efterfrågan på uppkopplade och autonoma fordon. Genom V2X-kommunikation kan fordon kommunicera med varandra och med omgivande infrastruktur, vilket förbättrar traksäkerheten, minskar trak- stockningar och stödjer realtidsbeslutsfattande för autonom körning. I och med att utvecklingen av V2X-teknologier ökar blir behovet av tillförlitliga, högpresterande antenner avgörande för att säkerställa sömlös kommunikation i varierade och dynamiska miljöer. Den här uppsatsen presenterar en omfattande analys, design och validering av era anten- ntyperinklusive monopol, Inverterad F-Antenn (IFA), Planar Inverterad F-Antenn (PIFA) och patch antennerspecikt anpassade för V2X-kommunikationssystem. Varje antenn har designats och testats för nyckelprestandamått som reektionskoecient, förstärkning och strål- ningsverkningsgrad, och alla modeller opererar inom frekvensområdet 5,7 GHz till 5,925 GHz. Strategisk placering av antenner på fordon har också undersökts, vilket visade att optimerad positionering förbättrar signalstyrkan, minskar eekten av döda vinklar och säkerställer 360- graders täckning. Uppsatsen diskuterar även utvecklingen av SmartDisc-antenner som möjliggör sömlös inte- gration med bentliga produkter, vilket ytterligare förbättrar V2X-kommunikationskapaciteter i vägeenheter och nätverkssystem. Denna studie ger insikter i optimering av antenndesign och placering för V2X-applikationer och bidrar till utvecklingen av ITS. Framtida arbete kommer att fokusera på realtidsmätning av antennprestanda i fordonsmiljöer.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 53
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:979
Keywords [en]
V2X Communication, monopole, IFA, PIFA, patch antenna, Intelligent Transport Systems, Antenna design.
Keywords [sv]
V2X Kommunikation, monopol, IFA, PIFA, patchantenn, intelligenta transportsystem, anten- ndesign.
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-361408OAI: oai:DiVA.org:kth-361408DiVA, id: diva2:1945479
External cooperation
PCTEL Europe AB
Supervisors
Examiners
2025-03-242025-03-182025-03-24Bibliographically approved