Dyre mobiltelefoner faller gjennom i stor antennetest

Antennene i dyre flaggskiptelefoner fra Apple og Samsung skårer lavt når det kommer til å sende og motta tale- og datasignaler. Dette viser en test av de 18 mest populære telefonene i Danmark, som Aalborg Universitet har gjennomført.

Når du kjøper en ny smarttelefon er det enkelt å sammenligne ytelsen til telefonene når det gjelder batterilevetid, skjermoppløsning, kamerapiksler og en rekke andre parametere. Men et helt sentralt parameter, nemlig ytelsen til antennen, er det mye vanskeligere å finne ut av.

Selv om produsenter som Apple og Samsung utvilsomt vet hvilken effekt antennene i telefonene deres har, deler de ikke informasjonen med offentligheten.

Nå har den anerkjente antenneforskeren fra Institutt for elektroniske systemer ved Aalborg Universitet, professor Gert Frølund Pedersen, for femte gang siden 2012 gjennomført en større test av antennene i de mest populære telefonene i Danmark.

Resultatet er – noe overraskende – at de dyre flaggskipmodellene ikke havner på topp.

Her er lenke til den vitenskapelige artikkelen hos Aalborg Universitet.

S22 dårligst på talesignaler

Apples siste generasjon, iPhone 14, ligger langt nede på listen når det kommer til antennens evne til å motta data fra en basestasjon, mens Samsung Galaxy S22 scorer dårligst når det gjelder evnene til å sende talesignaler til en basestasjon.

– Jeg har holdt på med denne typen målinger i over 20 år, og selv om variasjonen mellom de dårligste og beste antennene har avtatt over tid, er det fortsatt stor forskjell, sier Frølund Pedersen.

Samlet sett, på tvers av de ulike 4G- og 5G-frekvensbåndene, skårer Sony Xperia 5 III best på tale, mens OnePlus 10 Pro er best på data.

Når vi snakker om taleanrop er det typisk signalet fra en telefon til basestasjonen som er svakest, mens det er omvendt når vi laster ned data fra basestasjonen til telefonen, og dette er de to brukssituasjonene som Gert Frølund tester, altså talesignal fra telefon til basestasjon, og datasignal fra telefon til basestasjon.

Resultatene viser at det fortsatt er forskjell i antennens effekt, avhengig av produsent og modell. Antennekvaliteten varierer mest under taleanrop, og den største svingningen – 14 desibel (dB) – finner vi når du holder telefonen i venstre hånd. Med telefonen i høyre hånd er den største svingningen 12 dB, og i et håndfritt oppsett 10 dB.

Desibel-skalaen er bygget opp logaritmisk, noe som betyr at når du beveger deg tre desibel opp eller ned på skalaen, dobles eller halveres volumet. 14 dB variasjon tilsvarer derfor omtrent 25 ganger høyere eller lavere.

I verste fall betyr dette at du ikke kan ringe 112 eller sende data dersom du befinner deg i områder med svake signaler med en telefon med dårlig antenne.

En mindre alvorlig konsekvens er at en dårlig antenne kan øke strømforbruket, og dermed forkorte batterilevetiden, fordi antennene må sende med høyere effekt for å levere og motta signaler.

Plassering er fortsatt viktig

Ved tale kan Gert Frølund Pedersen måle mellom 5-6 dB variasjon mellom beste og dårligste antenner på taleanrop. Det er lavere enn på tidligere tester, men likevel nok til å ha en viss effekt på dekningen og kvaliteten på et taleanrop.

I utgangspunktet er utfordringen at dagens antenner er for små til å løse oppgaven vi ber dem om.

– Optimalt bør antennene være 30 centimeter lange. Men på det området vinner designerne over ingeniørene, sier Gert Frølund Pedersen.

I dag er antennene mye mindre, så produsentene prøver å gjøre telefonens metallramme til en forlengelse av antennen.

I datamodus er variasjonen mellom telefonene litt lavere – 4-6 dB, avhengig av frekvensbånd og hvilken hånd telefonen holdes i. Variasjonen er altså mindre enn under taleanrop.

Variasjonen er også mindre enn forskjellene som er registrert i tidligere studier. Da har det vært registrert opptil 10 dB forskjell på telefonene.

Telefonens radiodekning avhenger av hvor godt det tilgjengelige signalet fra antennen i basestasjonen er, og dernest telefonens evne til å fange opp det signalet.

Dette avgjøres i stor grad av hvor i landet du bruker telefonen.

– Jeg pleier å si at hvis du bor i en av de større byene, kan du til og med knekke antennen uten at det skaper problemer, fordi dekningen er så god. Kanskje bortsett fra hvis du brekker beinet i en kjeller og må ringe etter hjelp. Antennen har en annen betydning i distriktene, der kan den være avgjørende for om man faktisk kan ringe 112 eller ikke, sier Gert Frølund Pedersen.

Hodet ditt kan skygge

Selv om du har god mobildekning, kan det likevel oppstå problemer med tale- og datakvalitet. Generelt er telefonens evne til å fange opp et signal fra en basestasjon bedre hvis det ikke er gjenstander som kan blokkere signalet. Du kan selv være en slik gjenstand.

For når du holder telefonen opp mot øret og snakker, «skygger» hodet og armen for styrken på signalet, og påvirker dermed signalkvaliteten.

Hvis du i stedet bruker et trådløst headset, og plasserer telefonen vekk fra kroppen, viser studien at signalet slipper bedre gjennom. Dette skyldes først og fremst absorpsjon i kroppen.

Forskjell på høyre og venstre øre

Det er heller ikke likegyldig om du holder telefonen opp mot høyre eller venstre øre. Faktisk er det målt opptil 7 dB variasjon (Samsung Galaxy S22+) når du ringer over 4G-frekvensbåndet og opptil 10 dB på 5G (Xiaomi Note 11 Pro).

Plasseringen og utformingen av antennene varierer fra merke til merke og fra modell til modell. Derfor er det ikke mulig å si om det er best å plassere telefonen på høyre eller venstre side. Du må bare prøve deg frem.

Gert Frølund Pedersen har lenge etterlyst at målinger av antennene skal offentliggjøres, slik at forbrukere kan sammenligne antenner på tvers av modeller.

– Vi har lenge hatt en standardisert metode for å måle antennekvalitet. Alle produsenter bruker disse testene internt, og mobiloperatører krever å se målingene for alle telefoner. Så det ville vært enkelt å gi ut disse dataene til forbrukerne, sier Gert Frølund Pedersen.

Phased Array på vei

Antennene i mobiltelefonene våre har endret seg ganske mye over tid. Fra 2G til 3G gikk man fra én til to antenner. Fra 3G til 4G gikk du opp til fire antenner, som er nok til å ta MIMO «Multiple input, multiple output», som er en antenne med flere innganger og utganger.

Når mobiloperatørene tar i bruk de nye høye 5G-frekvensene i for eksempel 26 GHz-frekvensbåndet, vil vi også begynne å se phased array (fasearrangerte)-antenner, det vil si retningsbestemte antenner, i mobiltelefoner. I dag finner vi dette bare i satellitter og andre større typer elektronikk.

– Når vi bruker millimeterbølger, må du kunne bestemme retningen på signalet, og med en fasearrangert antenne får du opp til åtte antenne-elementer som kan se i den retningen signalet kommer fra, sier Frølund Pedersen.

Denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.

I bildekarusellen under kan du se hvilken effekt antennene til de 18 testede mobiltelefonene hadde for talesignaler og data i ulike frekvensbånd (700, 900, 1800, 2100 og 3500 MHz-båndene) når telefonen ble holdt i høyre og venstre hånd, eller stod i et håndfritt oppsett. Beste og dårligste resultat i hvert frekvensbånd er markert.