CS248648B1

CS248648B1 - Miniature helical antenna

Info

Publication number: CS248648B1
Application number: CS619985A
Authority: CS
Inventors: Karel Baxa; Jindra Macoun
Original assignee: Karel Baxa; Jindra Macoun
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Řešení se týká oboru miniaturních šroubovicových antén s laditelným kapacitním prvkem pro přenosné radiostanice, opatřených koaxiálním konektorem pro připojení k radiostanici. Předmět řeší problém zjednodušení konstrukce a zrychlení výroby těchto antém. Podstata řešení spočívá v tom, že šroubovice s připojeným koaxiálním konektorem, jejíž horní vývod je spojen s tvarově symetrickým laditelným kapacitním prvkem, je uložena na nosném pouzdru vytvořeném ze dvou tvarově shodných polopouzder, opatřených na přiléhajících stěnách příčnými drážkami pro uložení dolního vývodu šroubovice, a na vnějších stěnách jednak příčnými ěroubovicovými drážkami pro uložení šroubovice a k nim podélnými drážkami pro uložení horního vývodu šroubovice a na vnitřních stěnách zahloubeními pro uložení tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku umístěného v horní části nosného pouzdra a koaxiálního konektoru, umístěného v dolní části nosného pouzdra, uloženého ve svěrném ochranném krytu. Řeěení je možno využít pro výrobu miniaturních šroubovicových antén pro různá kmitočtová pásma, přičemž provedení nosného pouzdra a v něm uložených elektrických prvků zůstává nezměněno, mění se pouze počet závitů šroubovice a axiální poloha tvarové symetrického laditelného kapacitního prvku v závislosti na místě vyvedení horního vývodu šroubovice otvorem v přímce.The solution relates to the field of miniature helical antennas with a tunable capacitive element for portable radio stations, equipped with a coaxial connector for connection to the radio station. The subject matter solves the problem of simplifying the design and accelerating the production of these antennas. The essence of the solution lies in the fact that the helix with the connected coaxial connector, the upper terminal of which is connected to a shape-symmetric tunable capacitive element, is placed on a support housing formed from two shape-identical half-housings, provided on adjacent walls with transverse grooves for accommodating the lower terminal of the helix, and on the outer walls with transverse helical grooves for accommodating the helix and longitudinal grooves for accommodating the upper terminal of the helix, and on the inner walls with recesses for accommodating the shape-symmetric tunable capacitive element located in the upper part of the support housing and the coaxial connector located in the lower part of the support housing, located in a clamping protective cover. The solution can be used for the production of miniature helical antennas for various frequency bands, while the design of the carrier housing and the electrical elements stored therein remains unchanged, only the number of turns of the helix and the axial position of the shape-symmetric tunable capacitive element change depending on the location of the upper helix outlet through the hole in the straight line.

Description

Vynález se týká miniaturní šroubovicové antény s laditelnýa kapacitním prvkem, určené pro přenosné radiostanice.The invention relates to a miniature helical antenna with a tunable capacitive element for portable radios.

Je známo uspořádání miniaturní antény, ve kterém je šroubovicové anténa vinuta saaonosnš vné nosného tělesa a není chráněna proti vnějším, především mechanickým vlivům. Ladicí kondenzátor je tvořen komerčně dostupným samostatným prvkem, umístěným v jednolitém nosném tělese, přičemž galvanicky je spojen a jednou samostatnou kapacitní deskou. Horní a dolní kapacitní desky značně přesahují profil nosného tělesa antény.It is known to provide a miniature antenna in which the helical antenna is wound in a self-supporting support body and is not protected against external, especially mechanical, influences. The tuning capacitor consists of a commercially available single element, housed in a monolithic support body, galvanically coupled to one single capacitive plate. The upper and lower capacitance plates significantly exceed the profile of the antenna support body.

Nevýhody uvedeného řešení miniaturní antény spočívají v tom, že šroubovicové anténa samostatně vinutá vně trubkového, jednolitého nosného tšlesa antény není chráněna proti možnosti mechanického poškození a jiným možným nepříznivým vlivům. Uspořádání nosného tšlesa antény neumožňuje stabilní uložení koaxiálního konektoru a ladicího kapacitního prvku ve tvarově odpovídajících zahloubeních uvnitř nosného tělesa antény.The disadvantages of this miniature antenna solution are that the helical antenna wound separately outside the tubular, monolithic antenna support body is not protected against the possibility of mechanical damage and other possible adverse effects. The arrangement of the antenna support body does not allow a stable fit of the coaxial connector and the tuning capacitance element in the corresponding recesses within the antenna support body.

Jelikož horní a dolní kapacitní desky tvořící kapacitu antény, jakož i připojovací konektor, jsou vysunuty mimo profil tělesa antény, jsou vystaveny možnosti mechanického poškození. Podstatnou částí LC obvodu antény je kapacita, což znamená, že zmšna kapacity vlivem okolí, například dotykem a podobně, způsobuje značná rozladění antény.Since the upper and lower capacitance plates making up the antenna capacity, as well as the connector, are extended outside the profile of the antenna body, they are subject to mechanical damage. An essential part of the LC circuit of the antenna is the capacity, which means that a decrease in capacity due to the environment, such as touch and the like, causes considerable tuning of the antenna.

Poměrně značná kapacita antény zmenšuje šířku pásma, v důsledku čehož se stává naladění antény podstatné kritičtější než u jiných typů miniaturních antén, včetnš antén ěroubovicových. Vlivem velkých kapacitních desek je tento druh antény poměrně rozměrný i když je nízký.The relatively large antenna capacity decreases the bandwidth, which makes the tuning of the antenna more critical than other types of miniature antennas, including twisted-pair antennas. Due to large capacitance plates, this type of antenna is relatively large even though it is low.

Dané uspořádání miniaturní antény v jednolitém nosném tělese neumožňuje jednoduchý a rychlý způsob jejich výroby obzvláště se zřetelem na antény použitelné pro různá, frekvenčně odchylná kmitočtová pásma.The arrangement of the miniature antenna in a monolithic support body does not allow a simple and fast method of their manufacture, especially with regard to the antennas applicable to different frequency-varying frequency bands.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje miniaturní šroubovicové anténa s laditelným kapacitním prvkem podle vynáLezu, určená pro přenosnou radiostanici, opatřené koaxiálním konektorem pro připojení k radiostanici.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a miniature helical antenna with a tunable capacitive element according to the invention intended for a portable radio having a coaxial connector for connection to the radio.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že šroubovice s připojeným koaxiálním konektorem, jejíž horní vývod je spojen s tvarově symetrickým laditelným kapacitním prvkem, je uložena na nosném pouzdru vytvořeném ze dvou tvarově shodných polopouzder opatřených na přiléhajících stěnách příčnými drážkami pro uložení dolního vývodu ěroubovice, a na vnějších stěnách^ jednak příčnými šroubovicovými drážkami pro uložení šroubovice a k nim podélnými drážkami pro uložení horního vývodu šroubovice, a na vnitřních stěnách zahloubeními pro uložení tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku umístěného v horní části nosného pouzdrp a koaxiálního konektoru, umístěného v dolní části nosného pouzdra, přičemž obě tvarově shodná polopouzdra jsou umístěna jako složené nosné pouzdro ve svěrném ochranném krytu.SUMMARY OF THE INVENTION The helix with the coaxial connector connected, the upper outlet of which is connected to a shape-symmetrical tunable capacitive element, is supported on a support sleeve formed of two identical half-shells provided on adjacent walls with transverse grooves for receiving the lower outlet of the shaft. the outer walls, on the one hand, the transverse helical grooves for receiving the helix and the longitudinal grooves for receiving the upper helical outlet, and on the inner walls, recesses for receiving a shape symmetrical tunable capacitive element located at the top of the support sleeve and coaxial connector located at the bottom of the support sleeve; the two half-shells, which are identical in shape, are placed as a composite support sleeve in a clamping protective cover.

Příruba tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku je opatřena otvorem pro vyvedení a připojeni horního vývodu šroubovice u přilehlé drážky a na vnější stěně nosného pouzdra.The flange of a shape-symmetrical tunable capacitive element is provided with an opening for leading and connecting the upper helix of the adjacent groove and the outer wall of the support sleeve.

Výhody řešení podle vynálezu spočívají v možnosti rychlé a snadné výroby miniaturních šroubovicových antén pomocí nosného pouzdra složeného ze dvou tvarově shodných, jedním nástrojem vyrobitelných polopouzder, upravených pro navinutí šroubovice na povrch nosného pouzdra a pro uložení koaxiálního konektoru a tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku v tvarově jim odpovídajících zahloubeních, přičemž oba uložená prvky jednak fixují polohu obou tvarově shodných polopouzder u složeného nosného pouzdra, a dále umožňují dolaďování LC obvodu antény bez použití přídavných dolaďovacích prvků.Advantages of the solution according to the invention are the possibility of fast and easy production of miniature helical antennas by means of a carrier sleeve composed of two shape-identical, single-tool semi-sheaths adapted to wind the helix onto the carrier sleeve surface and to accommodate a coaxial connector and a symmetrical tunable capacitive element The two recessed elements both fix the position of the two identical half-shells at the composite support sleeve, and further enable fine tuning of the antenna LC circuit without the use of additional fine-tuning elements.

V daném uspořádání miniaturní šroubovicové antény je možno jednoduchým způsobem při pouhé směně počtu závitů Sroubovice a změně axiální polohy tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku naladěného na požadovanou hodnotu kapacity LG obvodu antény vyrábět miniaturní Sroubovicové antény pro různé, frekvenčně i podstatně odlišná kmitočtová pásma.In a given miniature helical antenna arrangement, miniature helical antennas for different frequency and substantially different frequency bands can be produced in a simple manner by simply changing the number of helix turns and changing the axial position of the shape-symmetrical tunable capacitive element tuned to the desired LG antenna capacity.

Vzhledem k tomu, že jedna část kapacity antény je tvořena konektorem, který se přímo, to je případně i bez použití koaxiálního kabelu připojuje k radiostanici, vzniká možnost púužítí miniaturní širokopásmové antény pro různé radiostanice se stejnou vstupní impedancí, takže se anténa podle vynálezu stává prakticky universálním řešením.Since one part of the antenna capacity consists of a connector that connects directly to the radio, even without the use of a coaxial cable, it is possible to use a miniature broadband antenna for different radio stations with the same input impedance, so that the antenna according to the invention becomes practically universal solution.

Miniaturní Sroubovicové anténa s laditelným kapacitním prvkem podle vynálezu bude následovně blíže popsána v příkladovém provedení pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje jednak nosné pouzdro antény tvořené dvěma tvarově shodnými polopouzdry, opatřenými potřebnými zahloubeními, a dále oddělitelný svěrný ochranný kryt, do něhož se kompletní miniaturní šroubovicová anténa zasouvá, obr. 2 znázorňuje v částečném řezu pohled na vnitřní uspořádáni miniaturní Sroubovicové antény, kde elektrické funkční prvky jsou uloženy v tvarově odpovídajících zahloubeních jednoho polopouzdra nosného pouzdra.The miniature helical antenna with a tunable capacitive element according to the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. Fig. 2 shows a partial cross-sectional view of the internal configuration of a miniature helical antenna, wherein the electrical functional elements are housed in the corresponding recesses of one half-shell of the support sleeve.

Podstatnou částí miniaturní ěroubovicové antény s tvarově symetrickým laditelným kapacitním prvkem, je nosné pouzdro J. vytvořené ze dvou tvarově shodných, jedním nástrojem ahotovitelnýoh polopouzder la, JJa, jak znázorněno na obr. 1.An essential part of the miniature helical antenna with a shape-symmetrical tunable capacitance element is the carrier sleeve 1 formed of two identical shape, one tool and a semi-sleeve 1a, 1Ja, as shown in Fig. 1.

Vnější stěny 12, obou tvarově shodných polopouzder la, JJ2 jsou opatřeny jednak příčnými šroubovicovými drážkami 121 pro uložení Sroubovice 2, která jer,při uložení v příčných Sroubovicových drážkách 121 znázorněna na obr. 2 v řezu, a dále podélnými drážkami 122 pro uložei ni horního vývodu 21 ěroubovice 2, znázorněného na obr. 2.The outer walls 12 of the two identical half-shells 1a, 12 are provided with transverse helical grooves 121 for receiving the helix 2 which is shown in cross-section when mounted in the transverse helical grooves 121 and longitudinal grooves 122 for receiving the upper one. 2 of the outlet 21 of the screw 2 shown in FIG. 2.

Vnitřní stěny H obou tvarově shodných polopouzder la, li jsou opatřeny zahloubeními 111 pro uložení tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku 2 v horní části nosného pouzdra 1 a na něj v návazným zahloubením 112 pro uložení koaxiálního konektoru £ v dolní části nosného pouzdra 1· V dělicí rovině koaxiálního konektoru 1 jsou na doléhajících stěnách obou shodných polopouzder vytvořeny příčné drážky 113 pro vyvedení dolního vývodu Sroubovice 2 E střednímu vodiči U koaxiálního konektoru 2·The inner walls 11 of the two half-identical half-sleeves 1a, 11 are provided with recesses 111 for receiving a shape-symmetrical tunable capacitive element 2 in the upper part of the support sleeve 1 and thereafter in the recess 112 for receiving the coaxial connector 6 in the lower part of the support sleeve 1. of the coaxial connector 1, transverse grooves 113 are formed on the abutting walls of the two identical half-shells for extending the lower outlet of the helix 2 E to the middle conductor U of the coaxial connector 2.

Uspořádání miniaturní Sroubovicové antény je zřejmé z obr. 2 při znázornění jen jedné poloviny nosného pouzdra 1· V zahloubení 111 v horní části nosného pouzdra 1 je uložen tvarově symetrický laditelný kapacitní prvek 2 tak, že jeho příruba 31 spočívá na čele nosného pouzdra 1· Tento tvarově symetrický laditelný kapacitní prvek 2 je možno po jeho naladění na požadovanou hodnotu kapacity LC obvodu antény a pootočením podél jeho podélné osy nastavovat do různých poloh tak, aby otvor 311 v přírubě 31 bylo možno nastavit proti kterékoliv podélné drážce 122 v nosném pouzdru 1 za účelem vyvedení horního vývodu 21 ěroubovice 2 otvorem 311 a následného upevněni k přírubě 21·The arrangement of the miniature helical antenna is apparent from FIG. 2 when only one half of the carrier sleeve 1 is shown. A recess 111 at the top of the carrier sleeve 1 accommodates a shape-symmetrical tunable capacitive element 2 so that its flange 31 rests on the face of the carrier sleeve 1. the shape-symmetrical tunable capacitance element 2 can be adjusted to different positions after tuning to the desired capacity value of the antenna circuit LC and rotating along its longitudinal axis so that the opening 311 in the flange 31 can be aligned against any longitudinal groove 122 in the support sleeve 1 outlet of the upper outlet 21 of the screw 2 through the hole 311 and then fastening to the flange 21 ·

Koaxiální konektor 2 je uložen v zahloubení 112 v dolní části nosného pouzdra 1, přičemž jeho střední vodič 41 je přes jednu příčnou drážku 113 na doléhajících stěnách obou polopouzder la, spojen s dolním vývodem 22 Sroubovice 2» jejíž horní vývod 21 je zasunut do otvoru 311 v přírubě 21»' na jejíž vnější 3traně je k ní připájen.The coaxial connector 2 is received in a recess 112 in the lower part of the carrier sleeve 1, its central conductor 41 being connected via a transverse groove 113 on the abutting walls of the two half-shells 1a to the lower outlet 22 of the helix 2. in the flange 21 '' on the outer side 3 of which it is soldered to it.

Navinutí Sroubovice 2 do příčných šroubovicových drážek 121 nosného pouzdra 1 se provádí po složení obou shodných polopouzder 1a. 1 b na sebe. Přiložením obou uvedených shodných polopouzder la, JJa na sebe dochází při uloženém tvarově symetrickém laditelném kapacitním prvku 2 a koaxiálním konektoru 2 k dokonalé polohové fixaci obou shodných polopouzder la, JLi.The winding of the helix 2 into the transverse helical grooves 121 of the carrier sleeve 1 takes place after the two identical half-shells 1a have been folded. 1 b on top of each other. By placing the two identical half-shells 1a, 11a on top of each other with the shape-symmetrical tunable capacitive element 2 and the coaxial connector 2 disposed, the two identical half-shells 1a, 11i are perfectly positionally fixed.

Dále se na povrch nosného pouzdra úplného j, nanese svěrný ochranný kryt 2, jehož účelem je ochrana šroubovtce 2 před nepříznivými vnějšími vlivy, a pevné spojení miniaturní Sroubovicové antény do jednoho celku, který se pro funkci antény připojuje pomocí koaxiální248648 4 ho konektoru £ k přenosné radiostanici.Further, a clamping protective cover 2 is applied to the surface of the complete housing, the purpose of which is to protect the helix 2 from adverse external influences, and to firmly connect the miniature Helical Antenna into one unit which is connected to the portable radio station.

Při výrobě miniaturních šroubovicových antén pro různá kmitočtová pásma se použije jednotný druh nosného pouzdra X, jednotný druh koaxiálního konektoru X a jednotný druh tvarová symetrického laditelného kapacitního prvku X, takže se mění pouze počet závitů Sroubovice 2 a axiální poloha tvarově symetrického laditelného kapacitního prvku X v závislosti na místě vyvedení horního vývodu 21 šroubovice 2 otvorem 311 v přírubě XX.In the manufacture of miniature helical antennas for different frequency bands, a uniform type of support sleeve X, a uniform type of coaxial connector X and a uniform type of symmetrical tunable capacitive element X are used, so that only the number of helix 2 turns and axial position of the symmetrical tunable capacitive element X depending on the outlet point of the upper outlet 21 of the helix 2 through the hole 311 in the flange XX.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A miniature helical antenna with a tunable capacitive element for a portable radio, provided with a coaxial connector for connection to the radio, characterized in that the helix (2) with the coaxial connector (4) connected, the upper outlet (21) of which is connected to the capacitive element (3) is housed in a support sleeve (1) formed of two identical half-shells (1a, 1b) provided on the adjacent walls with transverse grooves (113) for receiving the lower outlet (22) of the helix (2), and on the outer walls (12) both transverse helical grooves (121) for receiving the helix (2) and longitudinal grooves (122) for receiving the upper outlet (21) of the helix (2), and recesses (111, 112) on the inner walls for receiving a capacitive element (3) located at the top of the support sleeve (1) and a coaxial connector (4) located in the lower part of the support sleeve (1), the two half-shells (1a, 1b) which are identical in shape, are arranged as a composite support sleeve (i) in the clamping protective cover (5).

Miniature helical antenna according to claim 1, characterized in that the flange (31) of the shape-symmetrical tunable capacitive element (3) is provided with an opening (311) for leading and connecting the upper outlet (21) of the helix (2) at the adjacent longitudinal groove. 122) on the outer wall of the support sleeve (1).