FI97499C

FI97499C - Double acting antenna

Info

Publication number: FI97499C
Application number: FI951668A
Authority: FI
Inventors: Risto Huusko
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-12-27
Also published as: EP0736925B1; DE69615897T2; FI97499B; JPH08316716A; DE69615897D1; EP0736925A2; FI951668A0; EP0736925A3

Description

9749997499

Kaksitoiminen antenni - Dubbelverkande antennDual function antenna - Dubbelverkande antenna

Keksintö koskee ympärisäteilevää antennirakennetta, joka on tarkoitettu tietoliiken-5 teen välittämiseen radiotaajuuksilla ja joka on työnnettävissä osittain radiolaitteen kotelon sisään tilan säästämiseksi ja joka toimii antennina sekä sisääntyönnettynä että ulosvedettynä.The invention relates to an omnidirectional antenna structure for transmitting communication on radio frequencies, which can be pushed partially inside the housing of the radio device to save space and which acts as an antenna both inserted and extended.

Kannettavien tiedonsiirtolaitteiden kehitys on johtanut siihen, että radiotaajuuksilla 10 toimivat lähetin/vastaanotinlaitteet, kuten matkapuhelimet, pyritään tekemään yhä pienemmiksi ja kevyemmiksi. Tämä asettaa suuria vaatimuksia antennirakenteille, koska käyttäjä edellyttää, ettei antenni lisää merkittävästi muuten pienikokoisen radiolaitteen ulkomittoja etenkään silloin, kun laite ei ole käytössä vaan sitä kuljetetaan esimerkiksi taskussa tai salkussa. Toisaalta tietoliikenneyhteyden sujuvuus ja 15 luotettavuus edellyttää antennilta hyviä sähköisiä ominaisuuksia, ja myös kuljetusa-sennossa olevan matkaviestimen tulee pystyä vastaanottamaan tukiaseman lähettämiä kutsuviestejä. Tarkemmat tiedot viesteistä ja tehotasoista, joita antennin tulee lähettää ja vastaanottaa, sisältyvät kunkin tiedonsiirtojäijestelmän spesifikaatioihin, joista esimerkkinä mainitaan GSM-järjestelmän määrittely julkaisussa "M.R.L.The development of portable communication devices has led to efforts to make transmitter / receiver devices operating on radio frequencies 10, such as mobile telephones, smaller and lighter. This places great demands on antenna structures, as the user requires that the antenna does not significantly increase the external dimensions of an otherwise small radio device, especially when the device is not in use but is carried in a pocket or briefcase, for example. On the other hand, the smoothness and reliability of the communication connection requires good electrical characteristics from the antenna, and the mobile station in the transport position must also be able to receive the paging messages sent by the base station. More detailed information on the messages and power levels to be transmitted and received by the antenna is included in the specifications of each communication system, as exemplified by the GSM system definition in "M.R.L.

20 Hodges, The GSM radio interface, British Telecom Technological Journal", Voi. 8, No 1, 1990, s. 31-43.20 Hodges, The GSM Radio Interface, British Telecom Technological Journal, Vol. 8, No. 1, 1990, pp. 31-43.

Seuraavassa tarkastellaan radiolaitteena esimerkinomaisesti matkapuhelinta, mutta tarkastelu pätee yleisemminkin lähetin/vastaanotinlaitteisiin, joille esitetään sekä 2.5 koko- että toiminnallisuusvaatimuksia. Yleinen ratkaisu on tehdä matkapuhelimeen kaksitoiminen antenni, joka on kuljetus-ja säilytysasennossaan työnnettynä suurimmaksi osaksi puhelimen kotelon sisään ja jonka käyttäjä voi vetää tarvittaessa ulos. Näistä kahdesta asennosta käytetään nimityksiä passiivinen asentoja aktiivinen asento. Antenni on rakennettu siten, että myös passiivisessa asennossa puhelimen 30 kotelon ulkopuolelle jää toiminnallinen antenniosa, jonka välityksellä puhelin kyke-·. nee vastaanottamaan kutsuviestejä. Antennin sähköinen suorituskyky on kuitenkin aktiivisessa asennossa huomattavasti parempi, joten onnistunutta puhelinyhteyttä varten käyttäjän on tarkoitus vetää antenni aktiiviseen asentoon aloittaessaan puhelun.In the following, a mobile telephone is considered as an example of a radio device, but the consideration applies more generally to transmitter / receiver devices for which both 2.5 size and functionality requirements are presented. A common solution is to make a mobile phone with a dual-function antenna, which in its transport and storage position is pushed mostly inside the phone case and which can be pulled out by the user if necessary. These two positions are referred to as passive positions, active position. The antenna is constructed in such a way that, even in the passive position, a functional antenna part remains outside the housing of the telephone 30, by means of which the telephone is able to ·. to receive invitation messages. However, the electrical performance of the antenna is significantly better in the active position, so for a successful telephone connection, the user is expected to pull the antenna to the active position when initiating a call.

Kaksitoimisen antennin suunnittelussa tulee eteen ongelma, miten antenni saadaan toimimaan optimaalisella tavalla sekä aktiivisessa että passiivisessa asennossa ja silti viemään mahdollisimman vähän tilaa. Eräs kaksitoiminen antenniratkaisu on esitetty 35 97499 2 patentissa US-5 204 687. Siinä kaksitoiminen antenni muodostuu kuvien la ja Ib mukaisesti kahdesta johtavasta antennielementistä, jotka ovat pitkänomaisessa an-tennirakenteessa peräkkäin ilman keskinäistä sähköä johtavaa yhteyttä. Antennin huipussa on lieriökelaksi kierretty johdin eli ns. heliksielementti 1, joka on antennin 5 pituussuunnassa oleellisesti lyhyempi kuin antennin vartena toimiva suora johdin, ns. piiskaelementti 2. Antennin ollessa aktiivisessa asennossa (kuva la) puhelimen lähetin/vastaanotinyksikkö kytkeytyy liukukytkennän 3 välityksellä sen alapäähän ja käyttää antennina yksinomaan piiskaelementtiä. Passiivisessa asennossa (kuva Ib) piiskaelementti 2 on kokonaan työntyneenä puhelimen kotelon 4 sisään ja lähetin/-10 vastaanotinyksikkö kytkeytyy antennin "kaulan" kautta heliksielementtiin 1. Sovi-tuspiiri 9 sovittaa kulloisenkin antennin impedanssin vastaamaan radiolaitteen an-tenniportin 11 impedanssia. Jäijestelyn haittapuolena on se, että koska piiska- ja heliksielementti eivät ole sähköisessä yhteydessä keskenään, toisen ollessa käytössä toinen on tavallaan turha. Tällaisella järjestelyllä ei päästä kovin suureen tilansääs-15 töön.In the design of a dual-function antenna, a problem arises as to how to make the antenna function optimally in both active and passive positions and still take up as little space as possible. A dual-function antenna solution is disclosed in U.S. Pat. No. 5,204,687. 35,974997, in which a dual-function antenna consists of two conductive antenna elements in a longitudinal antenna structure in succession without an electrically conductive connection, as shown in Figures 1a and Ib. At the top of the antenna there is a conductor twisted into a cylindrical coil, i.e. a so-called a helical element 1 which is substantially shorter in the longitudinal direction of the antenna 5 than a straight conductor acting on the arm of the antenna, the so-called whip element 2. When the antenna is in the active position (Fig. 1a), the transmitter / receiver unit of the telephone is connected to its lower end via a sliding connection 3 and uses only the whip element as the antenna. In the passive position (Fig. Ib) the whip element 2 is completely pushed into the housing 4 of the telephone and the transmitter / -10 receiver unit is connected via the antenna "neck" to the helical element 1. The matching circuit 9 matches the impedance of the respective antenna to the impedance of the antenna port 11 of the radio. The disadvantage of icing is that since the whip and helix elements are not in electrical communication with each other, when one is in use, the other is kind of useless. Such an arrangement does not lead to very large space savings.

Eräs jo pitkään matkaradioissa käytetty antenniratkaisu on teleskooppiantenni, joka koostuu sisäkkäisistä lieriömäisistä elementeistä, jotka liukuvat toistensa suhteen. Teleskooppirakenne on kallis ja suhteellisen vaikea valmistaa ja se kestää huonosti •20 mekaanisia rasituksia, joten se ei ole saavuttanut laajaa suosiota matkapuhelimissa.One antenna solution that has long been used in travel radios is a telescopic antenna, which consists of nested cylindrical elements that slide relative to each other. The telescopic structure is expensive and relatively difficult to manufacture and poorly withstands • 20 mechanical stresses, so it has not gained widespread popularity in mobile phones.

Patenttijulkaisussa WO-92/16980 on esitetty kuvien 2a, 2b ja 2c mukainen kaksitoiminen antenniratkaisu, joka koostuu julkaisussa US-5 204 687 esitetyn antennin tavoin peräkkäisistä heliksi- 1 ja piiskaosista 2, jotka on tässä tapauksessa liitetty 25 sähköä johtavalla liitoksella toisiinsa. Keksinnön ajatus on mitoittaa piiskaosuus 2 ja sen sisääntyöntökotelo 5 siten, että passiivisessa asennossa (kuvat 2b ja 2c) piiska-osuus näkyy heliksiosuuteen päin hyvin suurena impedanssina eikä vaikuta heliksi-osuuden toimintaan antennina. Väärin mitoitettu piiskaosuus aiheuttaisi sisääntyön-nettynä signaaliin ei-toivottuja heijastuksia tai turhaa vaimennusta. Julkaisun WO-30 92/16980 rakenteessa piiskaosuus 2 mitoitetaan edullisesti aallonpituuden puolik- kaan pituiseksi. Heliksin mitoitus ei ole julkaisun WO-92/16980 esittämän keksinnön kannalta oleellinen, mutta sen sähköinen pituus voi olla esimerkiksi aallonpituuden neljännes tai puolikas. Sovituspiiri 9 sovittaa antenni-impedanssin radiolaitteen antenniportin 11 impedanssiin. Julkaisussa esitetään myös vaihtoehtoinen 35 suoritusmuoto, jossa sisääntyöntökotelon 5 keskivaiheille on järjestetty liukukon-takti 6, joka passiivisessa asennossa maadoittaa piiskaosuuden siten, että etäisyys antennin syöttöpisteestä 3 maadoituskohtaan 6 on aallonpituuden neljännes.WO-92/16980 discloses a dual-function antenna solution according to Figures 2a, 2b and 2c, which, like the antenna disclosed in US-5,204,687, consists of successive helix 1 and whip parts 2, in this case connected by 25 electrically conductive connections. The idea of the invention is to dimension the whip portion 2 and its insertion housing 5 so that in the passive position (Figures 2b and 2c) the whip portion appears as a very high impedance towards the helix portion and does not affect the operation of the helix portion as an antenna. An incorrectly dimensioned whip portion would cause unwanted reflections or unnecessary attenuation when inserted into the signal. In the structure of WO-30 92/16980, the whip portion 2 is preferably dimensioned to be half the wavelength. The sizing of the helix is not essential to the invention disclosed in WO-92/16980, but its electrical length can be, for example, a quarter or a half of the wavelength. The matching circuit 9 matches the antenna impedance to the impedance of the antenna port 11 of the radio device. The publication also discloses an alternative embodiment 35 in which a sliding stroke 6 is arranged in the middle phases of the insertion housing 5, which in the passive position earths the whip portion so that the distance from the antenna feed point 3 to the ground point 6 is a quarter of the wavelength.

3 974993,97499

Kuvassa 2d havainnollistetaan kytkentäkaavion muodossa julkaisun WO-92/16980 keksinnöllistä ajatusta. Kuvan kytkentäkaavio esittää antennina toimivaa heliksi-osuutta 1 ja sovituspiirin 9 erästä esimerkinomaista suoritusmuotoa antennin ollessa passiivisessa asennossa (vrt. kuvat 2b ja 2c). Koska tunnetusti sekä aallonpituuden 5 puolikkaan pituinen ja toisesta päästä avoin siirtojohto että aallonpituuden neljänneksen pituinen ja toisesta päästä oikosuljettu siirtojohto näkyvät radiotaajuudella äärettömän suurena impedanssina, antennin piiskaosuus 2 ei signaalin kannalta näy syöttöpisteestä 3 lähtevänä haarana eikä näin ollen aiheuta signaaliin haitallisia heijastuksia eikä vaimennusta. Piiskaosuutta 2 ei kuitenkaan voi tehdä lyhyemmäksi 10 kuin aallonpituuden neljännes, koska lyhyempää siirtojohtoa ei voi samalla tavalla "häivyttää" signaalin näkyvistä. Julkaisussa WO-92/16980 ei esitetä edes aallonpituuden neljänneksen pituista piiskaosaa, vaan ainoastaan puolen aallonpituuden pituisen piiskaosan maadoittaminen puolivälistä liukukontaktin 6 avulla.Figure 2d illustrates the inventive idea of WO-92/16980 in the form of a circuit diagram. The circuit diagram of the figure shows the helical section 1 acting as an antenna and an exemplary embodiment of the matching circuit 9 with the antenna in the passive position (cf. Figures 2b and 2c). As it is known that both a half-length transmission line half open at one end and a quarter-length transmission line short-circuit at the other end appear at infinitely high impedance at the radio frequency, the whip portion 2 of the antenna is not visible to the signal from However, the whip portion 2 cannot be made shorter than a quarter of the wavelength, because the shorter transmission line cannot be "faded" out of view of the signal in the same way. WO-92/16980 does not provide even a quarter wavelength length of the rod part, but only by 6 by means of the half-wavelength length of the whip grounding of the middle of the sliding contact.

15 Puolet aallonpituudesta on 450 MHz:n taajuudella noin 30 cm ja 900 MHz:n taajuudella noin 15 cm, joten julkaisun WO-92/16980 mukainen puolen aallonpituuden mittainen piiskaelementti on vielä varsin pitkä nykyaikaisia matkapuhelimia ajatellen. On selvää, että antennirakenteissa tulee pyrkiä vielä lyhyempiin ratkaisuihin.Sides 15 of the wavelength at 450 MHz about 30 cm and 900 MHz to about 15 cm, so the publication WO-92/16980 according to a half wavelength long whip element is still quite long modern mobile telephones in mind. It is clear that even shorter solutions should be sought in antenna structures.

*20 Tämän keksinnön tavoitteena on esittää antennirakenne, joka toimii sekä sisääntyön-nettynä että ulosvedettynä tiedonsiirtojärjestelmän, edullisesti matkapuhelinjärjestelmän, edellyttämällä tavalla ja joka on hyvin pienikokoinen. Rakenteen tulee olla yksinkertainen valmistaa ja sen tulee soveltua valmistuskustannuksiensa puolesta matkaviestimien sarjatuotantoon.It is an object of the present invention to provide an antenna structure which functions both inserted and extended as required by a communication system, preferably a mobile telephone system, and which is very small in size. The structure must be simple to manufacture and must be suitable for the serial production of mobile stations in terms of its manufacturing costs.

2525

Tavoite saavutetaan kaksitoimisella antennirakenteella, joka käsittää ensimmäisen osuuden ja toisen osuuden. Antennin ollessa ulosvedetyssä asennossa ensimmäinen ja toinen osuus toimivat yhdistettynä ympärisäteilevänä antennina ja antennin ollessa sisääntyönnetyssä asennossa toinen osuus toimii osana ensimmäisen osuuden im-30 pedanssisovitusta. Antennirakenne käsittää lisäksi sovitinosan, joka käsittää välineet . antenniin kytkeytymiseksi ja sen impedanssin oikeaksi sovittamiseksi sekä ulosvedetyssä että sisääntyönnetyssä asennossa.The object is achieved by a dual-function antenna structure comprising a first section and a second section. When the antenna is in the extended position, the first and second portions function as a combined omnidirectional antenna, and when the antenna is in the retracted position, the second portion functions as part of the pedance fit of the first portion. The antenna structure further comprises an adapter part comprising means. to connect to the antenna and adjust its impedance correctly in both the extended and retracted positions.

Keksinnön mukaiselle antennirakenteelle on tunnusomaista, että antennin toisen 35 osuuden sähköinen pituus on oleellisesti pienempi kuin sen aallonpituuden neljännes, jolla antenni on tarkoitettu käytettäväksi, ja toisessa ääriasennossa antennin toinen osuus muodostaa yhdessä sovitinosan kanssa kytkennän antennin ensimmäisen osuuden impedanssin sovittamiseksi vastaamaan antenniportin impedanssia.The antenna structure according to the invention is characterized in that the electrical length of the second portion 35 of the antenna is substantially less than a quarter of the wavelength at which the antenna is intended to be used, and in the second extreme position the second portion of the antenna forms a coupling part with the adapter portion

4 974994,97499

Keksintö perustuu oivallukseen, jonka mukaan sisääntyönnetyssä eli passiivisessa asennossa antennin toista osuutta ei yritetä tehdä signaalin kannalta näkymättömäksi julkaisun WO-92/16980 esittämällä tavalla, vaan sen sähköisiä ominaisuuksia käyte-5 tään hyväksi kytkemällä se induktanssiksi antennin syöttöpisteen ja maapotentiaalin välille. Tällöin toisen osuuden sähköinen pituus voi olla huomattavasti alle aallonpituuden neljänneksen. Ulosvedetyssä eli aktiivisessa asennossa ensimmäinen ja toinen osuus muodostavat yhdistetyn antennirakenteen, jonka sähköinen pituus on riittävä tehokkaan antennitoiminnan saavuttamiseksi. Antennirakenteeseen kuuluva 10 sovitinosa suunnitellaan jäljempänä esitetyllä tavalla siten, että se sovittaa antennin molemmissa toiminta-asennoissa optimaalisella tavalla radiolaitteen lähetin/vastaan-otinosaan.The invention is based on the realization that in the inserted or passive position the second part of the antenna is not attempted to be invisible to the signal as disclosed in WO-92/16980, but its electrical properties are exploited by connecting it as an inductance between the antenna supply point and ground potential. In this case, the electrical length of the second section may be well below a quarter of the wavelength. In the extended or active position, the first and second portions form a combined antenna structure of sufficient electrical length to achieve efficient antenna operation. The adapter part 10 belonging to the antenna structure is designed as described below so as to optimally fit the antenna to the transmitter / receiver part of the radio device in both operating positions.

Keksintöä kuvataan nyt tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 15 kuva la esittää patentista US-5 204 687 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta antenni ulosvedettynä, kuva Ib esittää patentista US-5 204 687 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta antenni sisääntyönnettynä, •20 kuva 2a esittää patenttijulkaisusta WO-92/16980 tunnettua kaksitoimista antenni-rakennetta antenni ulosvedettynä, kuva 2b esittää patenttijulkaisusta WO-92/16980 tunnettua kaksitoimista antenni-rakennetta antenni sisääntyönnettynä, kuva 2c esittää muunnelmaa kuvan 2b rakenteesta, 25 kuva 2d esittää kytkentäkaaviona kuvien 2b ja 2c tilannetta, kuva 3a esittää keksinnön mukaista kaksitoimista antennirakennetta antenni ulosvedettynä, kuva 3b esittää keksinnön mukaista kaksitoimista antennirakennetta antenni sisääntyönnettynä, ja 30 kuva 3c esittää kytkentäkaaviona kuvan 3b tilannetta.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1a shows a dual-function antenna structure known from US-5,204,687 with the antenna extended, Figure Ib shows a dual-function antenna structure known from US-5,204,687 with the antenna inserted, Figure 2a shows WO-92/92 16980 known dual-function antenna structure with antenna extended, Fig. 2b shows a dual-function antenna structure known from WO-92/16980 with the antenna inserted, Fig. 2c shows a variation of the structure of Fig. 2b, Fig. 2d shows a circuit diagram of the situation of Figs. 2b and 2c, Fig. 3a shows the invention a dual-function antenna structure with the antenna extended, Fig. 3b shows a dual-function antenna structure according to the invention with the antenna inserted, and Fig. 3c shows a circuit diagram of the situation of Fig. 3b.

Edellä tekniikan tasoa on selostettu viittaamalla kuviin la - 2d, joten seuraavassa selostetaan keksintöä viittaamalla lähinnä kuviin 3a, 3b ja 3c. Kaikissa kuvissa on merkitty vastaavia osia samoilla viitenumeroilla. Keksinnön selostuksessa käytetään 35 radiolaitteena esimerkinomaisesti matkapuhelinta.The prior art has been described above with reference to Figures 1a to 2d, so that the invention will now be described with reference mainly to Figures 3a, 3b and 3c. All figures are marked with the same reference numerals in all figures. In the description of the invention, a mobile telephone is used as an exemplary radio device.

Keksinnön mukainen antennirakenne on esitetty kuvassa 3a antenni ulosvedettynä ja se käsittää ensimmäisen osuuden, edullisesti heliksin 1, ja toisen osuuden, edullises-The antenna structure according to the invention is shown in Figure 3a with the antenna extended and comprises a first portion, preferably a helix 1, and a second portion, preferably

IIII

5 97499 ti piiskan 2. Seuraavassa käsitellään esimerkinomaisesti ensimmäisenä osana helik-siä ja toisena osana piiskaa. Molemmat on valmistettu johtavasta materiaalista, edullisesti metallilangasta tai -nauhasta. Ne voidaan valmistaa samasta kappaleesta tai eri kappaleista, jolloin ne yhdistetään sähköä johtavalla liitoksella. Ensimmäisen 5 osan sähköinen pituus on edullisesti neljännes aallonpituudesta, jolle antenni on tarkoitettu. Toisen osan sähköinen pituus on huomattavasti lyhyempi kuin aallonpituuden neljännes, edullisesti noin aallonpituuden kahdeksasosa. Matkapuhelimen kotelon 4 sisällä on ohjainputki 5, johon piiskaosa 2 työntyy, kun antenni painetaan sisään. Ohjainputki voi olla valmistettu muovista tai metallista. Jos se on valmistettu 10 metallista, se täytyy eristää antennista. Jos antennin oikea liike uiko- ja sisäasennon eli aktiivisen ja passiivisen asennon välillä voidaan luotettavasti varmistaa muilla keinoin, ohjainputkea ei tarvita.5 97499 ti whip 2. The following is an exemplary discussion of the first part of the helix and the second part of the whip. Both are made of a conductive material, preferably a metal wire or strip. They can be made of the same piece or of different pieces, in which case they are connected by an electrically conductive joint. The electrical length of the first part 5 is preferably a quarter of the wavelength for which the antenna is intended. The electrical length of the second part is considerably shorter than a quarter of the wavelength, preferably about one-eighth of the wavelength. Inside the housing 4 of the mobile phone there is a guide tube 5 into which the whip part 2 protrudes when the antenna is pressed in. The guide tube can be made of plastic or metal. If it is made of 10 metals, it must be insulated from the antenna. If the correct movement of the antenna between the outer and inner position, i.e. the active and passive position, can be reliably ensured by other means, a guide tube is not required.

Antennirakenteen sovitinosa 7 käsittää kytkeytymisvälineet 8 antenniin kytkeytymi-15 seksi, impedanssisovituspiirin 9, jolla antennijärjestelyn impedanssi sovitetaan vastaamaan matkapuhelimen lähetin/vastaanotinosan antenniportin 11 impedanssia, ja maadoituskontaktin 10, joka maadoittaa piiskaosan alapään, kun antenni on työnnetty sisäasentoon, jotta piiskaosa toimisi keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti induktanssina. Kuvassa 3 on esitetty maadoituskytkennälle 10 kaksi vaihtoehtoista •20 suoritusmuotoa 10a ja 10b, joita selostetaan jäljempänä.The adapter portion 7 of the antenna structure comprises coupling means 8 for coupling to the antenna, an impedance matching circuit 9 for matching the impedance of the antenna arrangement to match the impedance of the antenna port 11 of the mobile phone transmitter / receiver part, and a ground contact 10 . Figure 3 shows two alternative embodiments 10a and 10b for the ground connection 10, which are described below.

Antennin RF-syöttöpiste on sekä aktiivisessa että passiivisessa asennossa kytkey-tymisvälineiden 8 kohdalla. Aktiivisessa asennossa säteilevä antennielementti muodostuu piiska-ja heliksiosan sarjakytkennästä, jonka sähköinen pituus on heliksi-ja 25 piiskaosan sähköisten pituuksien summa, edullisesti noin 3λ/8. Passiivisessa asen- * nossa säteilevä antennielementti muodostuu heliksiosasta, jonka sähköinen pituus on noin λ/4. Koska säteilevän antennielementin sähköinen pituus muuttuu aktiivisen ja passiivisen asennon välillä, myös antennin syöttöimpedanssi saa eri arvon, mistä johtuen sama impedanssisovituspiiri 9 ei toimi optimaalisesti molemmissa tapauk-30 sissa. Esillä olevan keksinnön mukaisesti piiskaosa 2 ja maadoituskontakti 10 muodostavat passiivisessa asennossa induktanssikytkennän antennin syöttöpisteestä maapotentiaaliin, mitä havainnollistaa kuva 3c. Tämä induktanssikytkentä on antennin passiivisessa asennossa toiminnallisesti osa heliksiosan 1 impedanssisovitusta.The RF feed point of the antenna is in both the active and passive position at the coupling means 8. In the active position, the radiating antenna element consists of a series connection of a whip and a helix part, the electrical length of which is the sum of the electrical lengths of the helix and the whip part, preferably about 3λ / 8. In the passive position, the radiating antenna element consists of a helix part with an electrical length of about λ / 4. Since the electrical length of the radiating antenna element changes between the active and passive positions, the input impedance of the antenna also acquires a different value, as a result of which the same impedance matching circuit 9 does not function optimally in both cases. According to the present invention, the whip portion 2 and the ground contact 10 in the passive position form an inductance connection from the antenna supply point to the ground potential, as illustrated in Fig. 3c. This inductance coupling in the passive position of the antenna is functionally part of the impedance matching of the helix part 1.

35 Impedanssisovituspiiri 9 on tyypillisesti induktiivisella elementillä LI ja kapasitiivi-sella elementillä C1 toteutettu alipäästörakenne. Myös ylipäästörakenne, liuskaele-menttirakenne tai muu alan ammattimiehen tuntema antennisovituskytkentä voi tulla kyseeseen. Piiri on mitoitettu aktiivisen asennon mukaan eli se sovittaa piiskaosan 2 6 97499 ja heliksiosan 1 saijakytkennän impedanssin 50 ohmiksi. Passiivisessa asennossa piiskaosa kytkeytyy maadoituksen 10 ansiosta syöttöpisteen 8 ja maapotentiaalin välille eli kuvassa kapasitiivisen elementin Cl rinnalle rinnakkaisinduktanssiksi, jolloin piiskaosan ja sovitinpiirin 9 muodostaman yhteiskytkennän tulisi sovittaa 5 heliksiosan impedanssi 50 ohmiksi. Jos piiskaosan muodostama rinnakkaisinduk-tanssi ei ole täsmälleen oikea, maadoituskontaktiin 10 voidaan lisätä saijakapasi-tanssi C2 vaihtoehdon 10a mukaisesti, sarjainduktanssi L2 vaihtoehdon 10b mukaisesti tai muu alan ammattimiehelle sinänsä ilmeinen sovituselin.The impedance matching circuit 9 is typically a low-pass structure implemented with an inductive element L1 and a capacitive element C1. A high-pass structure, a strip element structure or other antenna matching connection known to a person skilled in the art can also be considered. The circuit is dimensioned according to the active position, i.e. it adjusts the impedance of the receiver connection of the whip part 2 6 97499 and the helix part 1 to 50 ohms. In the passive position, the whip part is connected between the supply point 8 and the ground potential due to the earthing 10, i.e. in parallel with the capacitive element C1, as a parallel inductance, whereby the common connection of the whip part and the adapter circuit 9 should match the helix impedance to 50 ohms. If the parallel inductance formed by the whip part is not exactly correct, a receiver capacitance C2 according to option 10a, a series inductance L2 according to option 10b or another matching element per se obvious to a person skilled in the art can be added to the ground contact 10.

10 Keksinnön mukainen antennirakenne on huomattavan pienikokoinen, koska piiska-elementti on edullisesti vain aallonpituuden kahdeksasosan pituinen. Antennin suorituskyky on kuitenkin hyvä, koska aktiivisessa asennossa sen sähköinen pituus on suurempi kuin kummankaan osan sähköinen pituus yksinään ja impedanssisovitus on optimaalinen sekä aktiivisessa että passiivisessa asennossa. Rakenne on yksinker- 15 täinen ja mekaanisesti luja ja sen valmistuskustannukset ovat alhaiset.The antenna structure according to the invention is remarkably small in size, since the whip element is preferably only one-eighth of a wavelength in length. However, the performance of the antenna is good because in the active position its electrical length is greater than the electrical length of either part alone and the impedance matching is optimal in both the active and passive position. The structure is simple and mechanically strong and its manufacturing costs are low.

Vaikka edellä on selostettu esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen antennin käyttöä matkapuhelimessa, sen sovellusmahdollisuudet eivät rajoitu esitettyihin suoritusmuotoihin. Keksinnön mukaista antennirakennetta voidaan käyttää kaikissa radio-• *2C lähetin/vastaanotinlaitteissa, joissa antennin on edullista olla pienikokoinen ja si-sääntyönnettävä.Although the use of an antenna according to the invention in a mobile telephone has been described above by way of example, its application possibilities are not limited to the embodiments shown. The antenna structure according to the invention can be used in all radio • * 2C transmitter / receiver devices, where the antenna is preferably small in size and adjustable.

««

Claims

An antenna arrangement for data communication with a radio telecommunication device comprising an antenna port (11) for transmitting an antenna signal and an outer housing (4), the antenna arrangement comprising: 5. an antenna comprising a first portion (1) and a second portion (2) ), and which is movable relative to the outer housing of said radio telecommunication device between a first end position and a second end position, said first portion and second portion being substantially outside said outer housing of said first end position and said second portion being substantially inside. - an adapter (7) for adapting the antenna impedance in accordance with the impedance of said antenna port (11), the adapter comprising an impedance matching circuit (9) between said antenna and said antenna. antenna port, characterized in that the electrical length of the second portion (2) of said antenna is substantially shorter than the fourth part of the antenna. on which antenna is intended to be used, and in said second end position, the second portion of the antenna together with the adapter (7) forms a coupling to adjust the impedance of the first portion of the antenna (1) in accordance with the impedance of said antenna port (11).

Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that the electrical length of the second portion (2) of said antenna is substantially an ether part of the path length on which the antenna is intended to be used.

Antenna arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that said second portion (2) of the antenna comprises a first end and a second end, the first end of which connects to said first portion (1) of the antenna and said adapter ( 7) comprises means for effecting the coupling (10) between said second end and the ground potential where the antenna is in said second end position.

Antenna arrangement according to claim 3, characterized in that the said second portion (2) of the antenna and said coupling (10) substantially form an inductance connection between the said first portion (1) of the antenna and the ground potential.

Antenna arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that said coupling between one end of the second portion of the antenna and the ground potential comprises a series inductance (L2). 97499

Antenna arrangement according to claim 3, 4 or 5, characterized in that said connection between the end of the second part of the antenna and the ground potential comprises a series capacitance (C2).

Antenna arrangement according to any preceding claim, characterized in that said first portion (1) of the antenna is a conduit wound as a cylinder coil.

Antenna arrangement according to any preceding claim, characterized in that said second portion (2) of the antenna is a straight line.

A mobile telephone for telecommunication in a mobile telephone network comprising an outer housing, an antenna port for the transmitter / receiver part and an antenna arrangement, comprising: - an antenna having a first portion (1) and a second portion (2) and which is movable in relation to the Being located at the outer housing of said mobile phone between a first end position and a second end position, said first portion and second portion of said first end position being substantially outside said outer housing and said second portion of said second end position being substantially within said outer housing; and - an adapter (7) for adjusting the impedance of the antenna in accordance with the impedance of said antenna port, the adapter comprising an impedance matching circuit (9) between said antenna and said antenna port, characterized in that the electrical length of said second antenna portion (2) is substantially shorter than one-fourth of the wavelength on which the antenna is intended to be used, and h in said second end position, the second portion of the antenna together with the adapter (7) forms a coupling for adjusting the impedance of the first portion of the antenna (1) in accordance with the impedance of said antenna port (11).

Use of the antenna arrangement according to claim 1 in a mobile telephone. Il