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NovelIntegratedDesignofDual-BandDual-
Polarizationmm-WaveAntennasinNon-mm-Wave
Antennas(AiA)fora5GPhonewithaMetalFrame
Huan-ChuHuang*,YijinWang,andXianjingJian
vivoMobileCommunicationCo.,Ltd
No.255,BBKRd.,Wusha,Chang’anTownship,
DongguanCity,GuangdongProvince,China523860
e-mail:ieee.ee90g@nctu.edu.tw
Abstract—Anovelintegrateddesignofdual-banddual-
polarizationmillimeter-wave(mm-Wave)antennasinanon-mm-
Waveantenna(AiA)foracellularphonewithametalframeand
ahighscreen-to-bodyratioover91.5%forthefifthgeneration
mobilecommunications(5G)ispresentedtoachievehigh
compatibilitywithmetal-exteriordesigns,goodconformalability
tochallengingproductshapes,andcompactspaceforthemm-
Waveandnon-mm-Waveantennas.Themm-Waveantennas
basedon5dual-banddual-polarizationstackedpatchantennas
formalinearantennaarrayembeddedinthemetalframewhich
servesasalong-termevolution(LTE)antenna.From
simulations,intermsofinputreflectioncoefficients|Snn|≤–10
dB,thebandwidthsoftheverticalports(V-ports)inthe5Gmm-
Waveantennaarrayfortheverticalpolarization(V-pol.)range
from27.44GHzto28.56GHzandfrom36.92GHzto40.22GHz;
similarly,thebandwidthsofthehorizontalports(H-ports)inthe
5Gmm-Waveantennaarrayforthehorizontalpolarization(H-
pol.)rangefrom27.32GHzto28.56GHzandfrom36.96GHzto
40.34GHz,respectively.Thus,thetwopopular5Gmm-Wave
bandsofn261andn260inthethirdgenerationpartnership
project(3GPP)canbecovered.Besides,forthelowband(band
n261)andhighband(bandn260),themaximum(max.)peak
realizedgainsoftheV-pol.intheplaneoftheta=90°are11.49
dBiand13.27dBi,andthemax.scanninganglesareboth45°,
respectively.Similarly,themax.peakrealizedgainsoftheH-pol.
intheplaneoftheta=90°inthelowbandandhighbandare
11.35dBiand12.18dBi,andthemax.sc
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