FI110394B

FI110394B - Yhdistelmäantenni

Info

Publication number: FI110394B
Application number: FI963097A
Authority: FI
Inventors: Petteri Annamaa; Tero Kuittinen
Original assignee: Filtronic Lk Oy
Priority date: 1996-08-06
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 2003-01-15
Also published as: EP0823748A2; US6031496A; EP0823748A3; FI963097A0; FI963097A

Description

110394

Yhdistelmäantenni - Kombinationsantenn

Keksintö koskee yleisesti radiotaajuusantenneja ja erityisesti antennirakenteita, jois-5 sa on useita säteileviä elementtejä, joiden kytkeminen käyttöön riippuu käyttäjän toimenpiteistä. Lisäksi keksintö liittyy sen osuuden pienentämiseen, joka antennin säteilemästä energiasta absorboituu radiolaitteen käyttäjään.

Kannettavien radiolaitteiden antenneille asetetaan monenlaisia vaatimuksia. Anten-10 nirakenteen tulee olla pienikokoinen ja kompakti. Siinä on edullisimmin oltava liikuteltava osa, jonka vetäminen ulkonevaan asentoon parantaa antennin toimintaa verrattuna asentoon, jossa liikuteltava osa on kuljetusasennossa eli sisääntyönnet-tynä. Jotta antennirakenne lähettäisi ja vastaanottaisi radiotaajuista säteilyä myös jälkimmäisessä asennossa ja jotta asentojen välillä ei tapahtuisi lähetyssignaalin 15 heijastumista avoimesta antenniportista takaisin radiolaitteeseen, rakenteessa on oltava jokin säteilevä elementti aina kytkettynä radiolaitteen antenniporttiin. Rakenteeseen kuuluvien osien tulee soveltua laajamittaiseen sarjatuotantoon, jossa mekaaniset toleranssit määräytyvät antennin halutun toimintataajuuden ja kaistanleveyden perusteella. Lisäksi viime aikoina on kiinnitetty runsaasti huomiota siihen, että an-20 tennin tulisi suunnata lähettämänsä radiotaajuinen säteily niin, että mahdollisimman pieni osa siitä kohdistuu ja absorboituu kannettavan radiolaitteen käyttäjään.

:'. ^ Tässä patenttihakemuksessa käsittelemme esimerkinomaisena kannettavana radio- laitteena matka- tai langatonta puhelinta. Tyypillisiä näiden laitteiden tunnettuja 25 antennirakenteita, jotka täyttävät ainakin osan edellä mainituista vaatimuksista, ovat • * ; * *. erilaiset heliksi- ja piiskaelementtien yhdistelmät. Antennirakenteen liikuteltavana • ; osana on yleisimmin piiskaelementti eli suora johdin, jonka käyttäjä voi vetää sen ‘ · · · * pituusaskelin suunnassa ulkoasentoon tai työntää puhelimen kotelon sisään. Heliksi- :: * elementti eli lieriökelajohdin on liitetty joko piiskaelementin yläpäähän, jolloin se 30 liikkuu piiskaelementin mukana, tai puhelimen runkoon, jolloin piiskaelementti voi : : _ liikkua heliksielementin läpi. Erilaisia tapoja sähköisen kytkennän järjestämiseksi radiolaitteen antenniportin ja antennielementtien välille sekä antennielementistä toi-. seen on selostettu esimerkiksi suomalaisessa patenttihakemuksessa numero 952742, • I · ;. *. "Kaksitoiminen antenni".

:··/· 35 : : : Tekniikan tason mukaiset rakenteet muodostuvat kuitenkin ongelmallisiksi, kun ; “': kannettavissa radiolaitteissa siirrytään yhä suurempiin toimintataajuuksiin. Uudet solukkoradiojärjestelmät, kuten PCN ja PCS (Personal Communication Network/- 110394 2

System), toimivat 1,8 - 2 GHz:n taajuudella, jolloin säteilyn aallonpituus on noin 15 cm ja esimerkiksi aallonpituuden neljänneksen mukaan mitoitettu säteilevä antenni-elementti on vain muutaman senttimetrin pituinen. Tekniikan tason mukaisten helik-sielementtien valmistus sarjatuotannossa niin, että mitoitusvaihtelut eivät vaikuta 5 merkittävästi antennien sähköisiin ominaisuuksiin, asettaa tiukat vaatimukset valmistusprosessille. Käyttäjään kohdistuvan säteilyn vähentämisyritykset ovat johtaneet yleensä kömpelöihin suojausratkaisuihin, joissa on paljon osia ja joiden valmistuskustannukset ovat verrattain korkeat.

10 Tämän keksinnön tavoitteena on esittää antennirakenne, joka täyttää ne vaatimukset, joita edellä on esitetty kannettavan radiolaitteen antennille. Keksinnön tavoitteena on lisäksi esittää antennirakenne, joka yksinkertaisen rakenteellisen ratkaisun avulla vähentää radiolaitteen käyttäjään kohdistuvaa säteilyä. Lisäksi keksinnön tavoitteena on esittää mainitunlainen antennirakenne, joka on helposti mitoitettavissa eri taa-15 juusalueille ja jonka valmistuksessa mekaaniset toleranssit eivät tuota merkittäviä vaikeuksia.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan antennirakenteella, jossa on liikkuva antenniele-mentti ja kiinteä antennielementti, joista jälkimmäinen on muodoltaan tason tai suo-20 rakulmaisen särmiön muotoinen, jolloin sen sijoittelulla ja sen pinnalle muodostetulla sähköä johtavalla kerroksella voidaan vähentää käyttäjään kohdistuvaa säteily-kuormitusta. Keksinnön tavoitteiden saavuttamista edesauttaa myös se, että taso-: ‘. t # maisten antennielementtien valmistuksessa voidaan soveltaa sinänsä tunnettuja, . ·: ·. mekaanisesti tarkkoja ja hinnaltaan edullisia menetelmiä.

25 • · * *

Keksinnön mukaiselle yhdistelmäantennille, joka käsittää * ; - ensimmäisen antenniosan ja toisen antenniosan, joista mainittu ensimmäinen an- ‘’ tenniosa on suora johdin muodostaen piiska-antennin, sekä :‘ - liitinosan mainittujen ensimmäisen ja toisen antenniosan liittämiseksi radiolaittee- 30 seen, ‘: on tunnusomaista, että ; : ‘: - mainittu toinen antenniosa käsittää ensimmäisen tasopinnan, joka edelleen käsittää .' · t johdinkuvion radiotaajuisen säteilyn lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi, ja - mainittujen ensimmäisen ja toisen antenniosan ollessa mekaanisesti liitettyinä : * ’ 35 mainittuun liitinosaan mainittu ensimmäinen tasopinta on erillään mainitusta επί,: simmäisestä antenniosasta.

110394 3

Keksintö perustuu oivallukseen, jonka mukaan kiinteä antennielementti, joka tunnetuissa antennirakenteissa on lähes aina lieriökelajohdin, kannattaa korvata tasomaisella antennielementillä. Tasomaisten johdinkuvioiden valmistamiseksi tunnetaan useita menetelmiä, jotka ovat sekä mekaanisesti tarkkoja että kustannuksiltaan edul-5 lisiä. Johdinkuvion tukirakenteena toimii sähköä johtamaton substraatti, joka voi olla esimerkiksi piirilevyjen runkomateriaalina käytettyä epoksimuovilevyä, korkeille taajuuksille tarkoitetuista mikroliuskakytkennöistä tunnettua vähähäviöistä substraattilevyä tai dielektrisistä radiotaajuussuodattrmista tunnettua keraamista materiaalia.

10

Jos antennielementtinä toimiva tasomainen johdinkuvio muodostetaan levyn tai suorakulmaisen särmiön muotoisen substraatin yhdelle puolelle, sen toiselle puolelle voidaan muodostaa metallipinnoitteesta tai muusta sopivasta materiaalista maataso, joka estää antennielementin säteilemää radiotaajuista säteilyä etenemästä siihen ava-15 ruuden sektoriin, jonka maataso antennielementistä katsoen peittää. Matka-ja langattomalla puhelimella on sen rakenteen johdosta tietty käyttöasento käyttäjän päähän nähden, joten keksinnön mukainen antenni voidaan asentaa puhelimeen siten, että tasomaisen antennielementin maataso estää normaalissa käyttöasennossa antennin lähettämää säteilyä kohdistumasta käyttäjän päähän. Tämä ei ole mahdollista 20 tekniikan tason mukaisissa antenneissa, joiden rakenne ja säteilykenttä ovat oleelli sesti sylinterisymmetrisiä.

: ·. Tasomainen antennielementti voidaan sijoittaa antennirakenteessa myös siten, että ’ -; ·. sen pituusakseli ei yhdy piiskaelementin ja antenniliittimen muodostaman sylinteri- • * * 25 symmetrisen rakenteen keskiakseliin. Jo muutaman millimetrin suuruinen siirto an-tennirakenteen keskusakselilta suuntaan, joka puhelimen normaalin käyttöasennon ; ;* huomioiden on poispäin käyttäjän päästä, aiheuttaa havaittavaa vaimennusta käyttä- •: · ’ jään kohdistuvassa säteilykuormituksessa, koska käyttäjään absorboituvan säteilyn .' · määrää kuvaava ns. SAR-arvo vaimenee lähes neliöllisesti tai eksponentiaalisesti 30 etäisyyden funktiona ja antennin ja käyttäjän pään välinen etäisyys on joka tapauk-; : t: sessa vain muutamia senttimetrejä.

1 > # ,', Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitet- ;.; tyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa 35 110394 4 kuva la esittää tunnettua tasomaista antennielementtiä, kuva Ib esittää tunnettua kuvan la mukaisen antennielementin liittämistä liikutettavaan piiska-antenniin, 5 kuva 2a esittää räjäytyskuvana keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä suoritusmuotoa, kuva 2b esittää kuvan 2a antennirakennetta toisesta suunnasta nähtynä, 10 kuva 3a esittää erästä keksinnön mukaisen antennirakenteen suoritusmuotoa, jossa piiskaelementti on työnnetty sisään, kuva 3b esittää kuvan 3a antennirakennetta, jossa piiskaelementti on vedetty ulos, 15 kuva 4a esittää erästä keksinnön mukaisen antennirakenteen toista suoritusmuotoa, jossa piiskaelementti on työnnetty sisään, kuva 4b esittää kuvan 4a antennirakennetta, jossa piiskaelementti on vedetty ulos, 20 toisesta suunnasta nähtynä, kuva 4c esittää muunnelmaa kuvien 4a ja 4b antennirakenteesta, t ♦ i * * •; ·, kuva 5 esittää poikkileikkausta dielektrisestä kappaleesta, jota voidaan käyttää « i · 25 keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa, * » 1 i ·

4 * I

kuva 6 esittää poikkileikkausta eräästä toisesta dielektrisestä kappaleesta, jota

l I

: · * voidaan käyttää keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa, ja , « * 4 · * 30 kuva 7 esittää muunnelmaa kuvien 2a ja 2b esittämästä antennirakenteesta.

» » t * i i , Γ; Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

i ‘ k »

, % I

Tasomainen antennielementti ei ole sinänsä uusi keksintö. Patenttijulkaisusta ' ’; * ’ 35 GB 2 280 789 tunnetaan kuvan 1 mukainen tasomainen heliksiantenni, jossa piirile- : vyn 1 pinnalle on muodostettu johdinliuskoja 2. Mainitussa patenttijulkaisussa se- ' ‘: lostetaan, että samanlaisia johdinliuskoja voidaan muodostaa myös piirilevyn 1 kääntöpuolelle, jolloin levyn eri puolilla olevan johdinliuskat ovat yhteydessä toi- 110394 5 siinsa metalloitujen läpivientien 3, 4 välityksellä. Johdinliuskat on suunnattu toisiinsa nähden vinosti siten, että läpivientejä 3 ja 4, jotka kuvassa näkyvällä piirilevyn 1 puolella ovat kahden vierekkäisen johdinliuskan vastakkaisissa päässä, yhdistää piirilevyn kääntöpuolella yksi johdinliuska. Näin syntyvä rakenne on kuin pitkä 5 johdin, joka on kierretty harvahkolle kelalle piirilevyn 1 ympäri. Julkaisussa esitetään myös vaihtoehtoinen suoritusmuoto, jossa johdinliuskoja on vain yhdellä puolella piirilevyä, joka on niin joustava, että se voidaan taivuttaa lieriöksi. Kunkin vinosti piirilevyn poikki ulottuvan johdinliuskan ensimmäinen pää voidaan tällöin liittää viereisen johdinliuskan toiseen päähän, jolloin syntyy rakenne, jossa yhtenäi-10 nen johdin kiertää useita kierroksia lieriömäisen substraatin ympäri. Lisäksi mainitussa julkaisussa esitetään, että substraatti voi olla piirilevyn asemesta keraamista materiaalia ja että pitkänomaisten johdinliuskojen sijaan antenni voi muodostua erimallisista johdinalueista (engl. patch).

15 Mainitussa patenttijulkaisussa esitetään lisäksi kuvan Ib mukainen antennirakenne, jossa piiskaelementti 5 on liikutettavissa tasomaiseen antennielementtiin 6 nähden ja jossa sähköinen yhteys antennielementtien välillä on toteutettu johdinrenkaan 7 välityksellä. Julkaisussa esitetään, että sisääntyönnettynä piiskaelementti toimii passiivisena heijastimena, joka suojaa käyttäjän päätä radiosäteilyltä. Piiskaelementti ei voi 20 kuitenkaan olla sisääntyönnettynäkään maadoitettu, koska se on koko ajan sähköä johtavassa yhteydessä tasomaisen antennielementin kanssa.

:*. Kuvassa 2a on esitetty räjäytyskuvana eräs keksinnön mukaisen antennirakenteen , ·; ·, edullinen suoritusmuoto. Rakenteeseen kuuluu piiska-antenni 8 ja levymäinen an- "... 25 tenniosa 9. Näistä jälkimmäinen on tarkoitettu kiinnitettäväksi kiinteästi liitinosaan ;*! 10, jonka tehtävä on liittää antennirakenne sähköisesti ja mekaanisesti radiolaittee- » * · : · ’ seen (ei esitetty kuvassa). Liitinosan 10 läpi kulkee kuvan esittämään asentoon näh- ' · · .· den pystysuorassa suunnassa reikä 11. Piiska-antenni 8 ja reikä 11 on mitoitettu si- • : ten, että piiska-antennia on mahdollista liikuttaa pituusakselinsa suunnassa, kun se 30 on työnnettynä reiän kautta liitinosan 10 läpi. Piiska-antennin alapäähän kiinnitetään : : tlamelliholkki 12. Liitinosan yläpään ja levymäisen antenniosan 9 suojaksi voidaan :':': asentaa eristeaineesta, kuten ruiskupuristetusta muovista, valmistettu suojavaippa . ‘. 14. Kuvan esittämä antennirakenne kootaan työntämällä piiska-antenni 8 kuvan ;esittämässä asennossa alaspäin kiinni lamelliholkkiin 12, työntämällä levymäinen t · ’ ·;·’ 35 antenniosa 9 kuvan esittämässä asennossa alaspäin kiinni liitinosan 10 yläosassa : ’: olevaan uraan 15 ja työntämällä suojavaippa 14 kuvan esittämässä asennossa alas- : ’ ”: päin kiinni liitinosan yläpäähän. Liitosten vahvistamiseksi voidaan käyttää alan am mattimiehen sinänsä tuntemia liimaus,- juotos-, sulatus-, puristus- tai muita mene- 110394 6 telmiä. Kuvassa 2b on esitetty sama antennirakenne katsottuna levymäisen antenni-osan 9 tasopinnan normaalin suunnasta.

Kuvissa 3a ja 3b on esitetty edellä kuvattu keksinnön edullisen suoritusmuodon mu-5 kainen antennirakenne koottuna. Lamelliholkilla 12, joka on kiinnitetty piiska-antennin 8 alapäähän, on kaksi tehtävää. Ensinnäkin se on ainakin yhdestä kohdasta halkaisijaltaan leveämpi kuin liitinosassa oleva reikä, jolloin se estää käyttäjää vetämästä piiska-antennia kokonaan liitinosan 10 läpi. Toisekseen sen ulkopinta johtaa ainakin yhdestä kohdasta sähköä, jotta piiska-antennin ulosvedetyssä asennossa 10 (kuva 3b) muodostuisi sähköinen kytkentä piiska-antennin alapään ja liitinosan välille. Kuvassa 3a, jossa piiska-antennin on sisääntyönnettynä, ainoa säteilevä an-tennielementti on levymäisen antenniosan 9 pinnalle muodostettu johtava kuviointi 16, joka on alapäästään kytketty sähköä johtavasti liitinosaan 10. Kuvioinnin muoto voi noudattaa kuvassa esitettyä suorakulmaista aaltomuotoa tai se voi olla jonkin si-15 nänsä tunnetun tasomaisen antennikuvioinnin muotoinen.

Käyttäjään absorboituvan säteilyn määrää voidaan vähentää muodostamalla yhtenäinen metallointi tai muu sähköäjohtava kerros levymäisen antenniosan 9 sille ta-sopinnalle, joka on vastakkaisella puolella kuin kuvassa 3a näkyvä kuviointi. Ku-20 vassa 3b, jossa antennirakenne on kuvattuna vastakkaiselta puolelta kuin kuvassa 3a, metallointi on kuvattu ristikkäisviivoituksella. Etenkin kuvan 3a esittämässä tilanteessa, jossa piiska-antenni on sisääntyönnettynä ja radiotaajuista säteilyä emittoituu .. _ vain johdinkuvioinnista 16, levymäisen antenniosan taustapuolella oleva metallointi *.., estää tehokkaasti säteilyä emittoitumasta suuntaan, joka kuvan esittämässä asennos- 25 sa on paperin pinnasta sisäänpäin. Antennirakenne sijoitetaan edullisimmin matka-’ · · · ’ puhelimeen tai muuhun pään lähellä käytettäväksi tarkoitettuun radiolaitteeseen : V siten, että laitteen normaalissa käyttöasennossa suunta, johon säteilyn emittoitumi- : nen on estetty, on antennista kohti käyttäjän pään keskipistettä. Koska levymäinen : t: : antenniosa ei sijaitse antennirakenteen pystysuuntaisella keskiakselilla, antenni kan- 30 nattaa lisäksi sijoittaa radiolaitteeseen siten, että suunta, johon levymäinen antenni-; ; osa on poikkeutettu rakenteen keskiakselista, on laitteen normaalissa käyttöasennos- . *: ·. sa sama kuin suunta käyttäjän päästä poispäin.

I | I

' · * · ’ Kuvissa 4a, 4b ja 4c on esitetty keksinnön mukaisen antennirakenteen eräs toinen :: 35 edullinen suoritusmuoto. Siinä levymäisen antenniosan korvaa suorakulmaisen . .'. särmiön muotoinen, dielektrisestä aineesta valmistettu antenniosa 17, jota rajoittavat . ’ · *. neljä pareittain yhdensuuntaista sivupintaa, joista vierekkäiset sivupinnat ovat toisi aan vastaan kohtisuorassa, sekä kaksi sivupintoihin nähden kohtisuoraa päätypintaa.

110394 7

Pinnoilta ei edellytetä täydellistä tasomaisuutta, kohtisuoruutta tai pareittaista yhdensuuntaisuutta, vaan antenniosan muoto on määritelty suorakulmaiseksi särmiöksi lähinnä siksi, että suorakulmaisen särmiön muotoiset kappaleet ovat yksinkertaisia valmistaa. Kuva 4a, jossa piiska-antenni 8 on sisääntyönnettynä, esittää antennira-5 kennetta antenniosan erään sivupinnan normaalin suunnasta katsottuna. Tässä tapauksessa suorakulmaisen särmiön muotoinen antenniosa 17 on kiinnitetty liitinosaan 10 siten, että niiden pituusakselit yhtyvät. Antenniosan 17 läpi kulkee sen pituusakselin suunnassa reikä 18, joka on liitinosassa olevan reiän tavoin mitoitettu siten, että piiska-antennia on mahdollista liikuttaa pituusakselinsa suunnassa. Kuva 4b, 10 jossa piiska-antenni 8 on ulosvedettynä, esittää samaa antennirakennetta käännettynä 90 astetta pitussakselinsa ympäri eli antenniosan 17 erään toisen sivupinnan suunnasta katsottuna.

Kuvissa 4a - 4c ei graafisen selvyyden vuoksi ole esitetty johdinkuviointeja antenni-15 osan 17 pinnoilla. Keksinnön mukaisesti antenniosan 17 pinnalle muodostetaan joh-dinkuviointi, joka toimii säteilevänä antennielementtinä silloin, kun piiska-antenni 8 on sisääntyönnettynä eikä siitä ole kytkentää liitinosaan 10. Johdinkuviointi on sähköisessä kytkennässä liitinosaan 10 ja se voi olla kuvissa 3a ja 3b esitetyn suorakulmaisen aallon muotoinen tai jonkin muun tunnetun tasomaisen antennikuvioinnin 20 muotoinen. Jos johdinkuviointi on muodostettu vain antenniosan 17 yhdelle sivupinnalle, käyttäjään absorboituvan säteilyn määrää voidaan jälleen vähentää muodostamalla yhtenäinen metallointi tai muu sähköäjohtava kerros suorakulmaisen antenni-: ·. osan 17 sille sivupinnalle, joka on vastakkaisella puolella kuin johdinkuviointi.

\.. Antennin sijoitus radiolaitteeseen noudattaa samaa periaatetta kuin edellä eli säteile- 25 vä johdinkuviointi sijoitetaan laitteen normaalin käyttöasennon huomioiden mahdol-‘ ’ lisimman kauas käyttäjän päästä, jolloin heijastava metallointi sijoittuu sopivasti : . ‘ säteilevän johdinkuvioinnin ja käyttäjän pään väliin.

t · · * < · :,: : Kuvien 4a - 4c esittämässä suoritusmuodossa lamelliholkki 12, joka on kiinnitetty 30 piiska-antennin 8 alapäähän, voidaan mitoittaa kahdella eri tavalla. Ensimmäisessä : ; vaihtoehdossa lamelliholkki muodostaa piiska-antennia ulosvedettäessä sähköisen • I * . ’:1. kytkennän edellä esitetyllä tavalla liitinosan 10 alaosan kanssa (kuva 4b). Töisessä vaihtoehdossa lamelliholkki mahtuu liikkumaan liitinosassa olevan reiän läpi, muttaa ottaa kiinni suorakulmaisen särmiön muotoisessa antenniosassa 17 olevan reiän '... ‘ 35 jossakin kohdassa olevaan olakkeeseen tai kavennukseen. Tällöin antenniosassa 17 : ‘: olevan reiän sisäpinnalle on järjestettävä sopiva metallointi tai muu sähköäjohtava • · ·. kohta, jonka kanssa lamelliholkki muodostaa sähköisen kytkennän, kun piiska-antenni on ulosvedetyssä asennossaan. Kuvassa 4c on esitetty jälkimmäinen vaihtoehto.

110394 8

Kuvat 5 ja 6 esittävät aksonometrisinä poikkileikkauksina kahta erilaista suorakulmaisen särmiön muotoista antenniosaa, joita voidaan käyttää keksinnön edullisissa suoritusmuodoissa. Kuvan 5 mukaisessa antenniosassa johdinkuviointi 16 on muodostettu vain antenniosan 17 yhdelle pinnalle. Johdinkuvio on selvennyspiirroksen 5 16c mukainen yhtenäinen johdin, joka mutkittelee pinnan reunasta toiseen, mutta halkileikkauksessa siitä ei luonnollisestikaan näy kuin puolet. Tässä tapauksessa johdinkuvion alaosaa 16a halutaan lisäksi käyttää ns. lyhennyskelana piiska-antennille (ei esitetty kuvassa) sen ulosvedetyssä asennossa. Tätä tarkoitusta varten antenniosassa 17 on läpivienti 19, joka on tässä kuvattu koko kappaleen lävistävänä 10 reikänä. Se voi ulottua myös vain johdinkuvion 16 käsittävältä pinnalta reiän 18 sisäpinnalle. Läpivienti 19 on metalloitu, jolloin kun käyttäjä vetää piiska-antennin asentoon, jossa sen alapään lamelliholkki koskettaa läpiviennin päätä reiän 18 sisäpinnalla, säteilevä antennielementti muodostuu johdinkuvioinnin alaosasta 16a, läpiviennin 19 metalloinnista ja piiska-antennista.

15

Kuvassa 6 on esitetty muuten samanlainen suorakulmaisen särmiön muotoinen an-tenniosa kuin kuvassa 5, mutta tässä tapauksessa säteilevänä antennielementtinä toimiva johdinkuviointi on jaettu kappaleen kahdelle vastakkaiselle pinnalle. Alaosa 16a päättyy läpivientiin 19, joka on metalloitu ja jatkuu kappaleen vastakkaiselle 20 puolelle saakka. Vastakkaisella sivulla johdinkuvioinnin yläosa 16b alkaa läpiviennistä 19 ja jatkuu kohti kappaleen yläosaa. Alan ammattimiehelle on edellä esitetyn perusteella selvää, että johdinkuvioinnit voidaan sijoittaa eri tavoin suorakulmaisen : ·. särmiön muotoisen antenniosan eri pinnoille. Kuviointi voi jatkua yhdeltä pinnalta ’... viereiselle pinnalle kappaleen särmän yli ilman läpivientejä.

25 '; ·; ’ Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa tarvittava levymäinen tai suorakulmaisen < · 1 särmiön muotoinen antenniosa voidaan valmistaa piirilevystä, mikroliuskakytkentö- •. :.: jen alustana käytettävästä pienihäviöisestä substraatista, dielektrisestä keraamisesta :: : aineesta tai muusta alan ammattimiehen sinänsä tuntemasta materiaalista. Johdinku- 3 0 viointien ja metallointien tekeminen tällaisten kappaleiden pinnalle sekä reikien ja : : metalloitujen läpivientien muodostaminen ovat sinänsä alan ammattimiehen tunte- :; maa tekniikkaa. Antenniosan pinnalle muodostettuihin johdinkuviointeihin ja/tai -täpliin voidaan myös kiinnittää erilliskomponentteja, joita voidaan käyttää esim.

’; ‘impedanssisovitukseen, suodatukseen tai signaalin vahvistukseen.

35 . ;': Keksinnön mukainen antennirakenne voi käsittää kuvan 7 mukaisesti myös kaksi le- . ‘ ; vymäistä tai suorakulmaisen särmiön muotoista osaa, joista ensimmäinen osa 9a on antenniosa käsittäen säteilevän johdinkuvioinnin (ei esitetty kuvassa) ja toinen osa 110394 9 9b on suojaosa käsittäen suojaavan sähköä johtavan kerroksen. Molemmilla on kuvan esittämässä suoritusmuodossa oma kiinnitysuransa 15a ja 15b, jotka voivat olla yhdensuuntaisia kuten kuvassa tai erisuuntaisia, jolloin suojaavan sähköä johtavan kerroksen taso ei ole yhdensuuntainen säteilevän tasomaisen antennielementin tason 5 kanssa. Suojakerroksen sijoittaminen kauemmas säteilevästä johdinelementistä pienentää kuitenkin sitä avaruuden sektoria, jonka suojakerros säteilevästä johdinelementistä nähden peittää, joten se saattaa huonontaa käyttäjän säteilysuojausta. Lisäksi kaksi erillistä levymäistä osaa on aina kokoonpanon kannalta huonompi ratkaisu kuin yksi osa.

10

On huomattava, että esimerkiksi keraamisesta runkolohkosta ja siihen litografia- tai serigrafiatekniikalla muodostetusta johdinkuviosta koostuva antenniosa voidaan helposti valmistaa jopa millimetrin sadasosan tarkkuudella, mikä on merkittävä parannus verrattuna heliksiantennin vääntämiseen metallilangasta. Keksinnön mukainen 15 antennirakenne soveltuu hyvin laajamittaiseen sarjatuotantoon, koska sen osat ovat yksinkertaisia ja niitä on vähän eikä rakenteen kokoonpano vaadi käsityövaiheita. Muuttamalla eri osien mitoitusta alan ammattimiehen sinänsä tuntemalla tavalla rakenne voidaan saattaa toimimaan halutulla taajuusalueella. Suojaava metallointi levymäisen tai suorakulmaisen särmiön muotoisen antenniosan yhdellä pinnalla suo-20 jaa käyttäjää säteilykuormitukselta.

• · I

« · · 1 » ·

Claims

110394

1. Yhdistelmäantenni radiolähetystä ja -vastaanottoa varten, joka yhdistelmäan-tenni käsittää - ensimmäisen antenniosan (8) ja toisen antenniosan (9, 9a, 17), joista mainittu en-5 simmäinen antenniosa on suora johdin muodostaen piiska-antennin, sekä - liitinosan (10) mainittujen ensimmäisen ja toisen antenniosan liittämiseksi radiolaitteeseen, tunnettu siitä, että - mainittu toinen antenniosa (9, 9a, 17) käsittää ensimmäisen tasopinnan, joka edel- 10 leen käsittää johdinkuvion (16) radiotaajuisen säteilyn lähettämiseksi ja vastaanot tamiseksi, ja - mainittujen ensimmäisen ja toisen antenniosan ollessa mekaanisesti liitettyinä mainittuun liitinosaan mainittu ensimmäinen tasopinta on erillään mainitusta ensimmäisestä antenniosasta. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi toisen tasopinnan, joka edelleen käsittää sähköä johtavan alueen mainitun johdinkuvion säteilemän radiotaajuisen säteilyn vaimentamiseksi tietyssä suunnassa. 20

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu toinen tasopinta sisältyy fyysisesti eri osaan (9b) kuin mainittu ensimmäinen ta- :·, sopinta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainit- *;·tu toinen tasopinta sisältyy mainittuun toiseen antenniosaan (9, 17).

’*.:.: 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainit- ;: : tujen ensimmäisen (8) ja toisen antenniosan (9) ollessa mekaanisesti liitettyinä mai- 30 nittuun liitinosaan mainittu toinen tasopinta on mainitun ensimmäisen tasopinnan ja : ; ’: mainitun ensimmäisen antenniosan välissä.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainit-‘ · ‘ tujen ensimmäisen (8) ja toisen antenniosan (17) ollessa mekaanisesti liitettyinä !...: 35 mainittuun liitinosaan mainittu ensimmäinen antenniosa on mainittujen ensimmäisen ; ;'; ja toisen tasopinnan välissä, jolloin mainittun ensimmäinen antenniosa kulkee mai- • · ·. nitun toisen antenniosan läpi. 110394

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu toinen antenniosa käsittää - lieriömäisen reiän (18) mainitun ensimmäisen antenniosan läpikulkua varten, - mainitun reiän sisäpinnalla sähköä johtavan kytkentäalueen ja 5. sähköä johtavan yhteyden (19) mainitun kytkentäalueen ja mainitun johdinkuvion (16; 16a, 16b) välillä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu johdinkuvio käsittää ensimmäisen pään ja toisen pään ja mainittu sähköäjohtava 10 yhteys yhdistää mainitun kytkentäalueen kohtaan, joka sijaitsee mainittujen ensimmäisen ja toisen pään välillä.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu toinen antenniosa käsittää ainakin kaksi tasopintaa ja mainittu johdinkuvio ja- 15 kaantuu (16a, 16b) ainakin kahdelle tasopinnalle.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu toinen antenniosa on valmistettu materiaalista, joka on jokin seuraavista: piirilevy, mikroliuskakytkentöjen alustana käytetty pienihäviöinen substraatti. 20

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainittu liitinosa on oleellisesti sylinterisymmetrinen ja mainittujen ensimmäisen ja toi- : , sen antenniosan ollessa mekaanisesti liitettyinä mainittuun liitinosaan mainitun en- ‘. simmäisen antenniosan pituusakseli yhtyy mainitun liitinosan pituusakseliin ja mai- 25 nittu toinen antenniosa sijaitsee sivussa mainitun liitinosan pituusakselilta.

• *’ 12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mainit- \!. · tu toinen antenniosa on valmistettu dielektrisestä keraamimateriaalista.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen yhdistelmäantenni, tunnettu siitä, että mai- : : ‘: nittu liitinosa on oleellisesti sylinterisymmetrinen ja mainittujen ensimmäisen ja toi- ;'; ’: sen antenniosan ollessa mekaanisesti liitettyinä mainittuun liitinosaan niiden pituus- akselit yhtyvät mainitun liitinosan pituusakseliin. • * » 12 110394