2010年，全球移动数据消费量增长了2.6倍。
这是连续三年移动数据使用量的近三倍。
到2015年，全球移动数据业务量预计将增长到2010年的26倍。
导致这一巨大增长的关键因素之一是智能手机和平板电脑的迅速普及。
全球移动数据用户希望他们的设备可以在世界任何地方高速连接。
这种期望给网络和设备性能带来了沉重负担。
在移动数据设备中，天线是“联系人”的唯一部分。
网络，优化天线性能变得越来越重要。
但是，智能手机和平板电脑中4G天线设计面临的挑战非常困难。
尽管有许多可能的解决方案来应对这些挑战，但每个方案都有潜在的性能折衷。
4G天线设计挑战有许多因素会影响手持式移动通信设备的天线性能。
尽管这些因素相关，但它们通常可以分为三类：天线尺寸，多个天线之间的相互耦合以及设备使用模型。
天线尺寸天线尺寸取决于三个因素：工作带宽，工作频率和辐射效率。
当今的带宽要求越来越高，其驱动力来自美国FCC频率分配和全球运营商漫游协议。
不同区域使用不同的频带。
“带宽和天线尺寸直接相关”。
术语“效率和天线尺寸直接相关”，这通常意味着更大尺寸的天线可以提供更大的带宽和更高的效率。
除带宽外，天线尺寸还取决于工作频率。
在北美，运营商Verizon Wireless和AT＆amp; T Mobility选择推广工作在700MHz频段的LTE产品，该产品是几年前FCC UHF-TV重新分配频段的一部分。
这些新频段（17,704-746MHz和13,746-786MHz）低于北美使用的传统蜂窝频段（5,824-894MHz）。
这种变化是巨大的，因为频率越低，波长越长，这需要更长的天线才能保持辐射效率恒定。
为了确保辐射效率，必须使天线尺寸更大。
但是，设备系统设计人员还需要添加更大的显示器和更多功能，因此可用天线长度和整体体积受到极大限制，从而降低了天线带宽和效率。
用于天线之间的相互耦合更新的高速无线协议需要使用MIMO（多输入多输出）天线。
MIMO需要多个天线（通常是两个）同时在相同频率下工作。
因此，需要在电话设备上放置多个天线，并且这些天线必须同时工作并且不能互相影响。
当两个或多个天线非常靠近放置时，会发生称为互耦的现象。
例如，两个天线在移动平台上彼此相邻放置。
从天线1辐射的能量的一部分将被天线2拦截，并且所拦截的能量将在天线2的终端中丢失并且无法使用。
这可以通过降低系统功率附加效率（PAE）来表示。
根据互换性原理，此效果在发送和接收模式中相同。
耦合幅度与天线的分离距离成反比。
对于移动电话实施，在MIMO和分集应用中，在相同频带中工作的天线之间的距离可以为1/10波长或更小。
例如，在750MHz处的自由空间波长为400mm。
当间隔很小（例如远小于一个波长）时，耦合度会很高。
天线之间耦合的能量是无用的，只会减少数据吞吐量和电池寿命。
设备使用模式与传统手机相比，智能手机和平板电脑的使用模式发生了很大变化。
除了正常操作外，这些设备还必须满足电磁波能量吸收率（SAR）和助听器兼容性（HAC）法规的要求。
使用模型的另一方面是所消费内容的类型。
大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）和实时视频数据流传输等视频密集型移动应用程序继续推动数据使用量猛增。
根据ABI Research的预测，从2009年到2015年，西欧和北美的数据使用率预计将分别以42％和55％的复合年均增长率（CAGR）增长。
这些类似的应用推动制造商生产更大，分辨率更高的产品