FI113219B - Antenna Design - Google Patents
Antenna Design Download PDFInfo
- Publication number
- FI113219B FI113219B FI990141A FI990141A FI113219B FI 113219 B FI113219 B FI 113219B FI 990141 A FI990141 A FI 990141A FI 990141 A FI990141 A FI 990141A FI 113219 B FI113219 B FI 113219B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- radiator
- construction
- att
- antenna
- surface radiator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Support Of Aerials (AREA)
Description
113219113219
AntennirakenneThe antenna structure
Keksinnön kohteena on erityisesti matkaviestinverkkojen pieniin tukiasemiin sovel-5 tuva antennirakenne.The invention relates in particular to an antenna structure suitable for small base stations in mobile networks.
Tukiasema-antenneilta vaadittavat sähköiset ominaisuudet voidaan tyydyttävästi toteuttaa useilla eri rakenteilla. Tärkeitä valintakriteereitä varsinkin pienissä tukiasemissa ovat antennirakenteen piilotettavuus ja tuotantokustannukset. Ennestään tunnetaan seuraavia tukiasema-antennirakenteita.The electrical characteristics required of base station antennas can be satisfactorily realized by a variety of structures. Important selection criteria, especially for small base stations, are the concealability of the antenna structure and production costs. The following base station antenna structures are known in the art.
10 - Dipoliryhmät: Näiden haittana on huono piilotettavuus ja suhteellisen suuret tuo tantokustannukset.10 - Dipole groups: These have the disadvantage of poor concealability and relatively high production costs.
- Tasoantennit: Antennirakenteeseen kuuluu tasomainen pintasäteilijä. Rakenne saadaan tällöin suhteellisen pieneen tilaan, ja voidaan piilottaa pienen tukiaseman kuorien sisään. Kaistanleveys voidaan suhteellisen helposti järjestää niin suureksi, että 15 se peittää sekä lähetys- että vastaanottokaistan. Pintasäteilijä voi olla kiinnitettynä kustannusten kannalta edullisesti laitteen kuoreen. Haittana tällöin on, että säteilijän sijainti antennirakenteen muuhun osaan voi hiukan muuttua, mikä merkitsee sähköisten ominaisuuksien epästabiiliutta. Pintasäteilijän syöttö voi tapahtua niin, että kytketään syöttöjohto galvaanisesti säteilijän ja maatason väliin. Tällaisen rakenteen . 20 haittana on suhteellisen suuret tuotantokustannukset. Antenni voidaan toteuttaa . myös kiinteänä kokonaisuutena siten, että säteilijän ja muun johtavan rakenteen vä- • · · • · ·: t Iissä on eristelevy. Haittoina tällöin ovat kasvaneet tuotantokustannukset, suurem- ’ ' mat häviöt ja pienentynyt impedanssikaistanleveys.- Planar antennas: The antenna structure includes a planar surface radiator. The structure is then obtained in a relatively small space and can be hidden within the shells of the small base station. The bandwidth can be relatively easily arranged so large that it covers both the transmit and the receive band. Preferably, the surface radiator may be attached to the housing of the device in terms of cost. The disadvantage here is that the position of the radiator on the rest of the antenna structure may change slightly, which means that the electrical properties are unstable. The surface radiator can be supplied by galvanically connecting the supply cable between the radiator and the ground plane. Such a structure. 20 disadvantages are relatively high production costs. The antenna can be implemented. also as a solid unit with radiators and other conductive structures in the • • • • • • • The disadvantages are increased production costs, higher losses and reduced impedance bandwidth.
• > · ^ · * . Kuva 1 esittää esimerkkiä tunnetusta rakenteesta, jossa pintasäteilijä on kiinnitetty ;·, 25 laitteiston kuoreen, ja syöttöjohto kytketään säteilijään sähkömagneettisesti. Siinä • · on tasomainen ja suorakulmainen johdelevy 120, ja tämän kanssa yhdensuuntainen ... piirilevy 110. Piirilevyn 110 toisella, kuvassa 1 näkyvällä pinnalla on liuskamainen ;‘ t* johdealue 111. Piirilevyn 110 vastakkainen, johdelevyn 120 puoleinen pinta on ’·* ‘ päällystetty johtavalla materiaalilla 112 lukuunottamatta rakomaista aluetta 113.•> · ^ · *. Figure 1 illustrates an example of a known structure in which a surface radiator is mounted on a housing 25, and the supply line is electromagnetically coupled to the radiator. It has · · a planar and rectangular conductor board 120, and parallel thereto ... a circuit board 110. The second surface of the circuit board 110, shown in Figure 1, has a strip-like pattern; 't * a conductive region 111. The opposite surface of the circuit board 110 is' · *' coated with conductive material 112 except for the slot region 113.
·:··: 30 Syöttöjohto 105 on kytketty galvaanisesti liuskan 111 ja maatasona toimivan johde- pinnan 112 välille. Kun syöttö tapahtuu piirilevyn 110 muodostaman rakenteen re-sonanssitaajuudella, rako 113 toimii säteilijänä siirtäen energiaa johdelevyyn 120. ·'··' Kun johdelevy 120 on mitoitettu sopivasti, myös se alkaa säteillä. Näin muodostu- ·. *: nut pintasäteilijä on kiinnitetty laitteiston suojakuoreen 130. Rakenne on tuotanto- 113219 2 kustannuksiltaan edullinen, mutta haittana on edellä mainittu sähköisten ominaisuuksien epästabiilius.·: ··: 30 The feed line 105 is galvanically coupled between the strip 111 and a ground plane conductor surface 112. When the supply is made at the resonant frequency of the structure formed by the circuit board 110, the slot 113 acts as a radiator, transferring energy to the conductor board 120. When properly dimensioned, the conductor board 120 also begins to radiate. This is how ·. The surface radiator is mounted on the shield 130 of the apparatus. The structure is inexpensive but has the disadvantage of the aforementioned instability of electrical properties.
Keksinnön tarkoituksena on vähentää mainittuja, tekniikan tasoon liittyviä haittoja. Keksinnön mukaiselle rakenteelle on tunnusomaista, mitä on esitetty patenttivaati-5 muksessa 1. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.The object of the invention is to reduce the above-mentioned disadvantages associated with the prior art. The structure of the invention is characterized by what is claimed in claim 1. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the other claims.
Keksinnön perusajatus on seuraava: Antenni on yhtenäinen jäykkä kappale, joka käsittää rakosäteilijän, tätä syöttävän liuskajohdon ja näistä olennaisesti ilmaeristetyn pintasäteilijän. Liuskajohdon johdin ja rakosäteilijän muodostava maataso ovat 10 edullisesti piirilevyn vastakkaisilla pinnoilla olevia johdealueita. Pintasäteilijä on edullisesti suhteellisen jäykkä metallilevy, johon on esimerkiksi pursottamalla muodostettu kiinnityskehikko. Pintasäteilijä esimerkiksi juotetaan kiinnityskehikostaan toiseen piirilevyyn, joka puolestaan kiinnitetään tukevasti edellä mainittuun piirilevyyn.The basic idea of the invention is as follows: The antenna is an integral rigid body comprising a gap radiator, a strip conductor feeding it and a surface radiator substantially air insulated therefrom. The strip conductor conductor and the ground plane forming the slot emitter are preferably conductive regions on opposite surfaces of the circuit board. Preferably, the surface radiator is a relatively rigid metal plate having, for example, a mounting frame formed by extrusion. For example, the surface radiator is soldered to a second circuit board from its mounting frame, which in turn is securely attached to the above-mentioned circuit board.
15 Keksinnön etuna on mekaaninen tukevuus: Pintasäteilijän sijainti rakosäteilijään nähden pysyy suhteellisen suurella tarkkuudella vakiona. Tällöin myös antennin sähköiset ominaisuudet ovat stabiileja. Lisäksi keksinnön etuna on, että antennin kaistanleveys on suhteellisen suuri. Edelleen keksinnön etuna on, että antennin häviöt ovat suhteellisen pienet, koska antennielementtien välinen eriste on suurimmak-. 20 si osaksi ilmaa. Edelleen keksinnön etuna on, että sen mukainen rakenne sijoittuu laitteen sisälle, jolloin laitteeseen ei tule epäkäytännöllisiä ulkonevia osia. Edelleen ·· : keksinnön etuna on, että laitteiston suojakuorta voidaan muotoilla vapaasti ilman ; : vaikutusta antennin sähköisiin ominaisuuksiin. Edelleen keksinnön etuna on, että sen mukainen rakenne on yksinkertainen ja vähän työvaiheita edellyttävä, jolloin : : 25 tuotantokustannukset ovat suhteellisen pienet.The invention has the advantage of mechanical stability: The position of the surface radiator relative to the gap radiator remains constant with relatively high accuracy. In this case, the electrical properties of the antenna are also stable. A further advantage of the invention is that the antenna bandwidth is relatively large. A further advantage of the invention is that the losses of the antenna are relatively small, since the insulation between the antenna elements is greatest. 20 si into the air. A further advantage of the invention is that the structure according to the invention is located inside the device so that impractical protruding parts are not introduced into the device. Further ··: the advantage of the invention is that the protective casing of the apparatus can be freely shaped without air; : Effect on the antenna electrical properties. A further advantage of the invention is that the structure according to the invention is simple and requires little work steps, whereby: the production costs are relatively low.
« » » • · ·«» »• · ·
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa :': *: kuva 1 esittää esimerkkiä tekniikan tason mukaisesta antennirakenteesta, ‘: * ‘ · kuva 2 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta antennirakenteesta, • » 30 kuva 3 esittää kuvan 2 antennin rakenneosia erillisinä, ; ‘ · kuva 4 esittää erästä toista esimerkkiä keksinnön mukaisesta antennirakenteesta.The invention will now be described in detail. In the specification reference is made to the accompanying drawings, in which: ': *: Figure 1 shows an example of a prior art antenna structure,': * '· Figure 2 shows an example of an antenna structure according to the invention; Fig. 4 shows another example of an antenna structure according to the invention.
Kuva 1 selostettiin jo tekniikan tason kuvauksen yhteydessä.Figure 1 was already described in connection with the prior art description.
113219 3113219 3
Kuvissa 2 ja 3 on esimerkki keksinnön mukaisesta rakenteesta. Kuvassa 2 rakenne on esitetty koottuna. Siihen kuuluu kaksi piirilevyä 210 ja 230, sekä jäykkä johde-kappale 220. Piirilevyt 210 ja 230 on kiinnitetty toisiinsa, ja johdekappale 220 toiseen piirilevyyn 230. Kuvaan 2 on piirretty myös rakenteen syöttöjohto 205. Ensim-5 mainen piirilevy 210 on esitetty tarkemmin kuvissa 3a, 3b. Kuvassa 3a on piirilevyn 210 kappaleeseen 220 päin oleva puoli. Se on päällystetty johtavalla tasolla 212 lukuunottamatta kuvassa vaakasuuntaista rakomaista aluetta 213. Kuvassa 3a esitetyn johdepinnan on tarkoitus toimia rakosäteilijänä. Kuvassa 3b on piirilevyn 210 vastakkainen puoli. Siellä on liuskamainen johdealue 211, joka yhdessä johdetason 212 10 kanssa muodostaa edellä mainitun rakosäteilijän syöttöjohdon. Koko antenniraken-teen ulkopuolinen syöttöjohto 205 kytketään liuskan 211 ja johdetason 212 välille. Johdetaso 212 tulee tällöin kytketyksi signaalimaahan.Figures 2 and 3 show an example of a structure according to the invention. In Figure 2, the structure is shown in assembled form. It comprises two circuit boards 210 and 230, and a rigid conductor body 220. The circuit boards 210 and 230 are secured to one another, and the conductor body 220 to another circuit board 230. Figure 2 also illustrates the structure supply line 205. The first-to-fifth circuit board 210 is shown , 3b. Figure 3a shows the side of circuit board 210 facing piece 220. It is coated on a conductive plane 212 except for a horizontal slot-like region 213 in the figure. The conductive surface shown in Figure 3a is intended to act as a slot radiator. Figure 3b shows the opposite side of circuit board 210. There is a strip-shaped conductor region 211 which together with the conductor plane 212 10 forms the feed line for the aforementioned gap radiator. A supply line 205 external to the entire antenna structure is coupled between the strip 211 and the conductor plane 212. The conductor plane 212 is then connected to the signal ground.
Johdekappaleeseen 220 kuuluu johdelevy 221 ja tämän keskellä johdekehikko 222 kappaleen 220 kiinnitystä varten. Kehikon 222 kohdalla on johdelevyssä 221 aukko 15 223. Kehikko 222 on homogeenisesti samaa kappaletta johdelevyn 221 kanssa; se voidaan muodostaa edullisesti esimerkiksi pudottamalla. ’’Homogeenisesti samaa kappaletta” tarkoittaa tässä ja patenttivaatimuksissa, että kappaleessa ei ole mekaanisia rajapintoja. Johdekappale 220 järjestetään toimimaan antennin pääsäteilijänä, joka saa energian sähkömagneettisesti piirilevyn 210 rakosäteilijästä. Pintasäteilijän 20 muodostava johdekappale 220 on esitetty edestä kuvassa 3 e, sivulta kuvassa 3 f ja takaa kuvassa 3g. Pintasäteilijä 220 kiinnitetään keksinnön mukaisesti kiinteästi mai-nittuun rakosäteilijään. Jotta säteilijä 220 ei koskettaisi galvaanisesti maatasoa 212, ·;· tarvitaan väliin eristys. Piirilevy 230 on tämän eristyksen järjestämiseksi. Säteilijä ·:··': 220 kiinnitetään kehikostaan 222 piirilevyyn 230. Tätä varten piirilevyssä 230 on .··’. 25 kehikon 222 poikkileikkausta vastaava johdealue 231 kuvan 3c mukaisesti. Säteilijä . *; ·. kiinnitetään johdealueeseen 231 esimerkiksi juottamalla. Kuvassa 3d on esitetty pii- .. > rilevyn 230 levyä 210 vasten oleva puoli. Tässä ei ole mitään johdealueita.The conductor body 220 includes a conductor plate 221 and a conductor frame 222 in the center thereof for securing the body 220. At the frame 222 there is an opening 15 223 in the guide plate 221. The frame 222 is homogeneously formed with the guide plate 221; it may advantageously be formed, for example, by drop. '' Homogeneously the same body '' as used herein and in the claims means that the body has no mechanical interfaces. The conductor body 220 is arranged to act as the main radiator of the antenna, which is electromagnetically energized by a slot radiator 210. The conductor body 220 forming the surface radiator 20 is shown in the front in Fig. 3e, in the side in Fig. 3f and in the rear in Fig. 3g. In accordance with the invention, the surface radiator 220 is fixedly attached to said gap radiator. In order to prevent the radiator 220 from touching the ground plane 212 galvanically, insulation is needed. A circuit board 230 is provided to provide this insulation. The radiator ·: ·· ': 220 is mounted on its frame 222 to the circuit board 230. To this end, the circuit board 230 has. ··'. A guide region 231 corresponding to a cross-section of 25 frames 222 as shown in Figure 3c. The radiator. *; ·. secured to conductor region 231 by, for example, soldering. Fig. 3d shows the side of the silicon plate 230 against the plate 210. There are no lead areas here.
» » ·»» ·
Kuvassa 4 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen rakenne. Siihen kuuluu piiri-: levy 410 ja suhteellisen jäykkä johdelevy 421. Tasosäteilijänä toimiva johdelevy on 30 nyt kiinnitetty nurkistaan piirilevyyn suhteellisen ohuella lieriömäisellä ulokkeella ' . 422 ja kolmella samanlaisella ulokkeella, jotka ulokkeet ovat homogeenisesti samaa kappaletta johdelevyn 421 kanssa. Esimerkiksi juottamalla tapahtuvaa kiinnitystä I · »;·* varten piirilevyllä 410 on uloketta 422 vastaava pyöreä johdealue 414 ja samanlai- : nen johdealue kutakin muuta kiinnitysuloketta varten. Piirilevy on tässä esimerkissä 35 kaksikerros-tyyppinen. Piirilevyn sisällä, toisen kerroksen pinnalla, on kuvan 3 a 113219 4 mukainen rakosäteilijä. Piirilevyn tasosäteilijään nähden vastakkaisella pinnalla on kuvan 3b mukainen liuskajohdin.Figure 4 shows another embodiment of the invention. It comprises a printed circuit board 410 and a relatively rigid guide plate 421. The planar radiator guide plate 30 is now attached at its corners to the printed circuit board by a relatively thin cylindrical projection '. 422 and three similar projections which are homogeneously formed with the guide plate 421. For example, for solder attachment I · ·; · *, circuit board 410 has a circular conductor region 414 corresponding to projection 422 and a similar conductor region for each of the other attachment projections. The circuit board in this example is of the double layer type 35. Inside the circuit board, on the surface of the second layer, there is a gap radiator according to Fig. 3a 113219 4. On the surface opposite to the plane radiator of the circuit board there is a strip conductor as shown in Figure 3b.
Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisia ratkaisuja. Keksintö ei rajoitu juuri niihin. Esimerkiksi tasosäteilijän kiinnitysulokkeiden muoto voi vaihdella. Kiinnitys 5 voi tapahtua paitsi juottamalla, myös esimerkiksi hitsaamalla tai liimaamalla. Rakosäteilijä voidaan valmistaa jonkin eristelevyn avulla käyttämättä siis nimenomaan piirilevyä. Keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa eri tavoin itsenäisen patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.Some of the solutions according to the invention have been described above. The invention is not specifically limited thereto. For example, the shape of the mounting projections of a planar radiator may vary. The fastening 5 may be accomplished not only by soldering, but also, for example, by welding or gluing. A gap radiator can be manufactured by means of an insulating board without using a printed circuit board specifically. The inventive idea can be applied in various ways within the scope of the independent claims.
» · · < · tl» » » * * · · • * I · • · · I > ·»· · <· Tl» »» * * · · • * I · • · · I> ·
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI990141A FI113219B (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Antenna Design |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI990141 | 1999-01-26 | ||
FI990141A FI113219B (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Antenna Design |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI990141A0 FI990141A0 (en) | 1999-01-26 |
FI990141A FI990141A (en) | 2000-07-27 |
FI113219B true FI113219B (en) | 2004-03-15 |
Family
ID=8553491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI990141A FI113219B (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Antenna Design |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI113219B (en) |
-
1999
- 1999-01-26 FI FI990141A patent/FI113219B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI990141A (en) | 2000-07-27 |
FI990141A0 (en) | 1999-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7372412B2 (en) | Transceiver-integrated antenna | |
US6879849B2 (en) | In-built antenna for mobile communication device | |
JP6001653B2 (en) | Antenna structure | |
CN114498005B (en) | Customer premises equipment | |
GB2423642A (en) | Flexible compact antenna module mounting arrangement | |
JP2001339226A (en) | Antenna system | |
JP2003069442A (en) | Radio module and radio communication apparatus with the radio module | |
JP2006180150A (en) | Antenna assembly | |
JP2013247403A (en) | Antenna device | |
EP3817140A1 (en) | Sum and difference mode antenna and communication product | |
KR101761280B1 (en) | Built-in antenna for global positioning system in a portable terminal | |
RU2727099C1 (en) | Mobile terminal and method of antenna radiation of mobile terminal | |
US9450295B2 (en) | Wireless communication device | |
FI113219B (en) | Antenna Design | |
KR100738265B1 (en) | Substrate antenna | |
JPH10313212A (en) | Board mount plate antenna | |
KR102528198B1 (en) | Antenna apparatus | |
JPH10256818A (en) | Antenna system and its mounting structure | |
KR102145399B1 (en) | Antenna for wireless system | |
TWI659566B (en) | Antenna structure and wireless communication device using same | |
CN105633546B (en) | Antenna structure and wireless communication device with the antenna structure | |
JP2000138515A (en) | Antenna system and transmitter using it | |
JPH10200438A (en) | Portable radio equipment | |
KR102278617B1 (en) | Antenna device and vehicle having the same | |
KR102529334B1 (en) | MIMO antenna and MIMO antenna apparatus having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: LK PRODUCTS OY Free format text: LK PRODUCTS OY |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: PULSE FINLAND OY Free format text: PULSE FINLAND OY |