FI116249B - Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges - Google Patents

Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges Download PDF

Info

Publication number
FI116249B
FI116249B FI980885A FI980885A FI116249B FI 116249 B FI116249 B FI 116249B FI 980885 A FI980885 A FI 980885A FI 980885 A FI980885 A FI 980885A FI 116249 B FI116249 B FI 116249B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
antenna
elements
plates
plate
amplifying
Prior art date
Application number
FI980885A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI980885A (en
FI980885A0 (en
Inventor
Heikki Ryhaenen
Mikael Ottelin
Original Assignee
Heikki Ryhaenen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heikki Ryhaenen filed Critical Heikki Ryhaenen
Priority to FI980885A priority Critical patent/FI116249B/en
Publication of FI980885A0 publication Critical patent/FI980885A0/en
Publication of FI980885A publication Critical patent/FI980885A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI116249B publication Critical patent/FI116249B/en

Links

Description

116249116249

Menetelmä ja laite radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi ja vahvistamiseksi antennista yhdellä tai kahdella eri taajuusalueella.A method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna in one or two different frequency ranges.

5 Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi ja vahvistamiseksi erityisesti käsipuhelimissa käyttäjästä poispäin, käytettäessä vähintään kahdesta levystä muodostuvaa antennia, joihin levyelementteihin johdetaan lähetingeneraattorilta käytettävän taajuuden mukaista 10 vaihtovirtaa.The invention relates to a method and a device for directing and amplifying a radio frequency radiation field, particularly in handsets, away from the user, using an antenna consisting of at least two plates, to which the panel elements are supplied with 10 AC current according to the frequency used by the transmitter generator.

Kuten yleisesti jo tunnetaan, vaikuttavat radiotaajuudet 300-3000MHz, ihmiseen monin eri tavoin, aiheuttaen esimerkiksi päänsärkyä. Näillä taajuuksilla toimivia säteilylähteitä ovat 15 esim. matkaviestimet. Näissä käytetyt taajuudet ovat VHF/UHF-alueella. Selkeimpinä näistä ovat NMT/GSM-käsipuhelimet, joiden lähettävä ja vastaanottava antennilaitteisto on usein vain muutaman senttimetrin päässä käyttäjän päästä.As is already well known, radio frequencies in the 300-3000MHz range affect humans in many ways, for example, causing headaches. The radiation sources operating at these frequencies are, for example, mobile stations. The frequencies used in these are in the VHF / UHF range. The most obvious of these are NMT / GSM handsets, whose transmitting and receiving antenna equipment is often only a few centimeters away from the user's head.

20 Säteilykentän ihmiseen vaikuttava teho riippuu antennikentän voimakkuudesta, eli laitteen antennityypistä, siihen syötetystä tehosta, sekä käytetystä taajuudesta. NMT ja GSM900/i800Mhz puhelimissa yleisesti käytetyissä dipoli-antenneissa ei ole ·;· · suuntaavuutta. Suurin lähetystehoteho on puhelimen iästä 25 riippuen n.2W. Tämä lähetinteho riippuu oleellisesti siitä • * V.· kuuluvuuusalueen laadusta, missä puhelinta käytetään. Hyvissä verkko-olosuhteissa puhelin toimii vähäisemmällä teholla.20 The human power of a radiation field depends on the intensity of the antenna field, that is, the type of antenna of the device, the power supplied to it, and the frequency used. The dipole antennas commonly used in NMT and GSM900 / i800Mhz phones do not have directionality; Depending on the age of the phone, the maximum transmit power is about 2W. This transmitter power depends largely on the quality of the * * V. · coverage area where the phone is used. In good network conditions, the phone operates at a lower power level.

: : : Käyttötilanteessa puhelimen antennilaitteiston ominaisuuksiin vaikuttavat pään muodostama säteilykatve ja käden aiheuttama 30 sivuunviritys. Päänsuuntainen teho absorboituu suurimmaksi osaksi pään sisäisiin kudoksiin vähäiseksi lämmöksi. Pään suuntaista säteilyä voidaan siis pitää sekä teknisesti että fyysisesti tarpeettomana.::: In use, the antenna equipment features of the phone are affected by radiation from the head and 30-sided by the hand. Head power is mainly absorbed into the internal tissues of the head with little heat. Head-to-head radiation can thus be considered both technically and physically unnecessary.

» » » : 35 Antennit, joissa alempi levy on mitoitettu useita aallonpi- ,·, ; tuuksia toista levyä suuremmaksi, näin muodostaen teoreetti- sesti jatkuvan maatason ylemmälle levylle, tunnetaan 2 116249 kirjallisuudessa levyantenneina, joilla on suuntaavuutta.»» »: 35 Antennas with lower waveguide, ·,; 2 116249 are known in the literature as disc antennas having a directional orientation.

Niiden lukuisat eri muodot ovat toiminnallisesti hyvin ymmärrettyjä. Näissä sovellutuksissa ainoastaan pienellä levyllä on antenniominaisuuksia käytettävään aallonpituuteen 5 nähden.Their various forms are functionally well understood. In these applications, only a small plate has antenna characteristics with respect to the wavelength 5 used.

Edellä kuvatun antennin suurimmat käsipuhelimissa käyttöä rajoittavat tekijät ovat sen suuri koko ja kapea toiminta-alue, eli kaistanleveys. Edelleen todellisessa käyttötilanteessa 10 puhelinta pitelevä käsi muodostaa levyjen muodostamalle aukko-säteilijälle säteilyä vaimentavan esteen.The major limitations of the antenna described above for use in a handset are its large size and narrow operating range, i.e. bandwidth. Further, in actual use, the hand holding the telephone 10 constitutes a barrier to radiation on the aperture radiator formed by the plates.

Tulevaisuudessa käytettäviä taajuuksia tullaan lisäämään "tilan" loppuessa entisiltä ja puhelimet tulevat toimimaan 15 useammallakin taajuuskaistalla. Edelleen puhelimien käyttöajat kasvavat. Tällöin korostuvat entisestäänkin mahdolliset haittatekijät, joita korkeataajuinen säteilykenttä aiheuttaa ihmisille. Teollisesti hyödynnettäviä todellisessa käyttötilanteessa riittävällä hyötysuhteella toimivia antenniratkaisuja 20 säteilyn suuntaamiseksi ja vahvistamiseksi ei kuitenkaan toistaiseksi ole käsipuhelimiin esitetty.The frequencies to be used in the future will be increased as the "space" runs out and the phones will operate in 15 more frequency bands. Phone usage hours are still increasing. This will further emphasize the potential harmful effects of high frequency radiation on humans. However, for industrial use, antenna solutions 20 for efficiently directing and amplifying radiation in real-time use have not yet been disclosed for handsets.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada käyttötilanteessa • mahdollisimman tehokas, rakenteeltaan yksinkertainen ja ‘ ’ 25 valmistuskustannuksiltaan edullinen menetelmä ja laite v : radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi ja vahvistamiseksi ‘ käsipuhelimesta käyttäjästä poispäin.The object of the invention is to provide, in an operating situation, a method and a device v: for directing and amplifying a radio frequency radiation field away from the user, which is as simple as possible, simple in construction and inexpensive in manufacturing costs.

Tämä on keksinnönmukaisesti ratkaistu siten ja keksinnön-30 mukainen menetelmä on tunnettu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyistä tunnusmerkeistä.This is solved in accordance with the invention and the method according to the invention-30 is characterized by the features presented in the characterizing part of claim 1.

• »• »

Keksinnön mukainen laite on tunnettu patenttivaatimusten 2 ja 3 tunnusmerkkiosassa esitetyistä tunnusmerkeistä.The device according to the invention is characterized by the features shown in the characterizing part of claims 2 and 3.

35 _·’ ; Keksinnön edullisia edelleenkehitelmiä on esitetty ! ! epäitsenäisissä vaatimuksissa.35 _ · '; Advantageous further developments of the invention are shown! ! independent claims.

I · 3 116249I · 3 116249

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:The invention will be further described below with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1-3 esittävät keksinnönmukaisen laitteen erästä 5 sovellutusmuotoa kaaviollisena päällis- sekä leikkaukuvantoina.Figures 1-3 are schematic top and sectional views of an embodiment 5 of the device of the invention.

Kuviot 4-5 esittävät keksinnönmukaisen laitteen erästä sovellutusmuotoa kaaviollisena päällis- ja 10 leikkauskuvantona.Figures 4-5 show a schematic top and sectional view of an embodiment of a device according to the invention.

Kuviot 6-7 esittävät keksinnön mukaisen laitteen erästä sovellutusmuotoa kaaviollisena päällis- ja leikkauskuvantona.Figures 6-7 show a schematic top and sectional view of an embodiment of the device according to the invention.

1515

Kuvio 8 esittää kaaviollisena päälliskuvantona erästä keksinnön mukaista käsipuhelimen antenni-laitteistoa, joka on viritetty kahdelle erilliselle taajuusalueelle.Figure 8 is a schematic top plan view of one handset antenna apparatus according to the invention tuned to two separate frequency bands.

2020

Kuvio 9 esittää kuvion 8 mukaista käsipuhelimen antenni- laitteistoa kaaviollisena leikkauskuvantona.Figure 9 is a schematic sectional view of the antenna apparatus of the handset of Figure 8.

: Kuvio 10 esittää kaaviollisena päälliskuvantona erästä v,: 25 keksinnön mukaista käsipuhelimen antenni- # * laitteistoa, joka toimii vain yhdellä taajuusalueella.Fig. 10 is a schematic top view of a v 25:25 handheld antenna # * apparatus of the invention operating in only one frequency band.

• ·• ·

Kuvio 11 esittää kuvion 10 mukaista käsipuhelimen 30 antennilaitteistoa kaaviollisena leikkauskuvantona.Figure 11 shows a schematic sectional view of the antenna apparatus 30 of the handset 30 of Figure 10.

I tI t

Keksinnön kohteena oleva laite, jonka avulla radiotaajuista säteilyä, esimerkiksi kannettavasta puhelimesta käyttäjästä ,,,·' poispäin, voidaan suunnata ja merkittävästi vahvistaa, on : 35 esitetty sähköisten pääkomponenttiensa osalta kuvioissa 1-3.The device of the invention, by means of which radio frequency radiation, for example from a portable telephone, away from the user ,,, · ', can be directed and significantly amplified, is shown with respect to its main electrical components in Figures 1-3.

• · 4 116249• · 4 116249

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisena päälliskuvantona yhdellä tai kahdella erillisellä taajuusalueella toimiva antenni-laitteisto, jossa voidaan samanaikaisesti tai erikseen synnyttää kaksi eritaajuista säteilykenttää ristikkäisellä 5 polarisaatiolla, viitenumeroilla l ja 2 on merkitty kahdesta levystä koostuvan antennin elementtejä. Keksinnön mukaista levyn 2 reunaan liitettyä itsenäisesti säteilevää antenni-elementtiä on merkitty viitenumerolla 3. Viitenumerolla 4 on merkitty levyjen välistä dielektristä väliainetta. Viite-10 numerolla 5.1 ja 5.2 on merkitty kummassakin antennielementissä 1.2 olevaa liitoskohtaa, josta antennielementit 1,2 ovat liitetty puhelimen lähetin- ja vastaanotinlaitteeseen 6.1 ja 6.2 (ei esitetty). Antennin levyosan 1,2 pituutta käyttötaa-juudelle sovittavia levyosia merkitään numeroilla 7 ja 8.Fig. 1 is a schematic top plan view of an antenna apparatus operating in one or two separate frequency bands, in which two different frequency fields with cross polarization 5 can be generated simultaneously or separately, reference numerals 1 and 2 denoting elements of a two-plate antenna. The independently radiating antenna element connected to the edge of the plate 2 according to the invention is denoted by the reference numeral 3. The reference numeral 4 denotes the dielectric medium between the plates. Reference numerals 10 and 5.1 denote the connection point on each of the antenna elements 1.2, from which the antenna elements 1,2 are connected to the telephone transmitters and receivers 6.1 and 6.2 (not shown). The lengths of the antenna plate portion 1.2 to be fitted to the operating frequency are denoted by 7 and 8.

15 Numerolla 9 kuvataan levyjä 1,2 galvaanisesti oikosulkevaa kappaletta. Nuolella, jota merkitään kirjaimella E, kuvataan levyjen reuna-alueelle syntyvää sähkökenttää.15 Number 9 describes 1,2 galvanically short-circuiting plates. The arrow marked with the letter E describes the electric field generated at the periphery of the plates.

Levyihin 1,2 syötetään kantapisteeseen 5 lähetingeneraattorilta 20 käytettävän taajuuden mukaista vaihtovirtaa. Antennin 1,2 säteilemä teho riippuu levyjen 1,2 leveydestä ja pituudesta, sekä levyjen 1 ja 2 välisestä dielektrisestä väliaineesta. Kun molemmat levyt 1,2 ovat samanpituisia, säteilee antenni l:· käytännössä itsensä ympäri. Levyjen pituus riippuu käytettävän 25 taajuuden mukaisen %-aallon pituudesta levyjen 1,2 välisessä V,: väliaineessa 4. Levyihin 1,2 syötetty vaihtovirta jakautuu : : esimerkiksi %-aallon pituisissa levyissä kantapisteestä 5 tasaisesti molemmille antennielementeille l ja 2. Osa antenniinThe plates 1,2 are supplied with an alternating current according to the frequency used by the transmitter generator 20 at the base point 5. The power emitted by the antenna 1,2 depends on the width and length of the plates 1,2 and the dielectric medium between the plates 1 and 2. When both plates 1,2 are of equal length, the antenna l: · practically radiates around itself. The length of the plates depends on the% wavelength of the frequency 25 used in the medium V1: between the plates 1,2. The AC supplied to the plates 1,2 is distributed as follows: for example, in% wavelength plates from base 5 evenly to both antenna elements l and 2.

* I* I

.'r. 1,2 syötetystä tehosta häviää eristeaineeseen, mutta lopulta 30 osa tästä tehosta säteilee antennin ympäröivään tilaan. Säteily . . antennista muodostuu sen levyjen 1,2 reunojen välille synty- västä sähkökentästä E, jonka levyjen välissä edestakaisin liikkuva radioaalto muodostaa. Virtamaksimi sijaitsee levyjen # I* keskiosassa, jossa voi olla myös levyt oikosulkeva liitos- 35 kappale 9. Antennia voidaan siis kutsua aukkosäteili jäksi..'r. 1.2 of the power supplied is lost to the insulating material, but eventually 30 parts of this power radiate to the surrounding space of the antenna. Radiation. . the antenna is formed by an electric field E formed between the edges of the plates 1,2, which is formed by a reciprocating radio wave between the plates. The current maximum is located in the middle of the plates # I *, which may also have a plate-shorting joint 35. The antenna may thus be called a gap beam.

k Ik I

, Levyistä 1,2 muodostuvan säteilyn polarisaatio riippuu ; I kantapisteen 5 sijainnista levyjen muodostamalla tasolla. Jos 5 116249 kantapiste 5 sijaitsee keskellä levyjen 1,2 reunaa, on polarisaatio lineaarinen., The polarization of the radiation from the plates 1,2 depends; I about the location of the base point 5 on the plane formed by the plates. If the 5 116249 base point 5 is located in the middle of the plates 1.2, the polarization is linear.

Kuviossa 1 on keksinnön mukaisesti parannettu antennin 1,2 5 käyttö- ja säteilyominaisuuksia, hyödyntämällä levyyn 2 johdettu vaihtovirta itsenäisillä lisäsäteilijöillä 3.In Fig. 1, the operating and radiation characteristics of the antenna 1,2 are improved in accordance with the invention by utilizing alternating current supplied to the plate 2 by additional independent radiators 3.

Elementti 3 on liitetty levyn 2 säteilevälle reuna-alueelle E, ja sen muodostaman säteilykentän on tarkoitus olla levyjen 1,2 muodostaman kentän polarisaation suuntainen. Käytännössä 10 antennikokonaisuudesta muodostuu sekä sähkö- että magneettikenttiä samanaikaisesti lähettävä ja vastaanottava kokonaisuus. Levyn 2 puolelta tarkasteltuna antenni 1,2,3 ei fyysisesti ole vireessä käytettävällä taajuudella. Siihen vastaanottotilanteessa indusoitunut virta heijastuu 15 elementeistä 2,3 takaisin, riippuen siitä, minkä pituinen elementti 2 on käytettävän aallonpituuden suhteen. Mitä lyhyempi elementti 2 on, sitä suuremman tehon antenni 1,2,3 vastaanottaa levyn 2 puolelta. Levyn 1 puolella, kuviossa 1, antennin toiminnallisia osia ovat levyjen 1,2 muodostamat 20 säteilevät aukot reuna-alueella E, sekä elementit 3. Nämä elementit 1,2,3 muodostavat antennin pääsäteilykeilan. Elementeillä 3 on samansuuntainen magneettivirta kuin levyllä l. Elementeistä 1,2 ja 3 muodostunut kentänvoimakkuus on > suoraan verrannollinen levyjen 1,2 pituuteen suhteessa ,·,· 25 käytettävään aallonpituuteen. Levyjen ollessa erittäin lyhyitä, tY ei antennilla 1,2,3 ole enää suuntaävuutta tai ^-aallon : dipolia suurempaa vahvistusta. Toisin sanoen antennin 1,2,3 Y: vahvistus pääsäteilykeilan suuntaan riippuu levyjen 1,2 · väliaineen 4 dielektrisyysarvosta. Ilmaeristeisellä antennilla 30 1,2,3 suuntaavuus ja vahvistus on paras.The element 3 is connected to the radiating peripheral area E of the plate 2, and the radiation field formed by it is intended to be parallel to the polarization of the field formed by the plates 1,2. In practice, the antenna assembly 10 is a unit that simultaneously transmits and receives electric and magnetic fields. Viewed from the side of the plate 2, the antenna 1,2,3 is not physically at the tunable frequency. The current induced therein is reflected back from the elements 2,3, depending on the length of the element 2 with respect to the wavelength used. The shorter the element 2, the more power the antenna 1,2,3 receives from the plate 2 side. On the plate 1 side, in Figure 1, the functional parts of the antenna are the radiating openings 20 formed by the plates 1,2 in the peripheral region E, and the elements 3. These elements 1,2,3 form the main radiation beam of the antenna. The elements 3 have a magnetic flux in the same direction as the plate 1. The field strength of the elements 1,2 and 3 is> directly proportional to the length of the plates 1,2 in relation to the wavelength used. With the plates being very short, the tY antenna 1,2,3 no longer has directionality or a gain greater than the ^ wave: dipole. In other words, the Y: gain of the antenna 1,2,3 in the direction of the main radiation beam depends on the dielectric value of the plates 1,2 · medium 4. With an air insulated antenna 30 1,2,3, the directionality and gain is best.

» »»»

Elementti 3 voi olla joko kapea levymäinen osa tai se voi koostua yhdestä tai useammasta ohuesta langasta tai säteilyn Y normaalimoodisesta kierukasta. Antennielementin 3 edullisimpana 35 muotona voidaan pitää lineaarisen langan muodostamaa, . käytettävän aallonpituuden neljänneksen resonanssipituista, ; | antennielementtiä 3. Elementtien 3 materiaalina voidaan käyttää 116249 mitä tahansa sähköä johtavaa ainetta, sekä johteiden ja eristeiden rakenteellisia yhdistelmiä.The element 3 may be either a narrow plate-like part or it may consist of one or more thin wires or a normal mode coil of radiation Y. The most preferred form 35 of the antenna element 3 can be considered to be a linear wire,. a quarter of the resonance wavelength used; | antenna element 3. Any electrically conductive material, as well as structural combinations of conductors and insulators, may be used as the material of the elements 3.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisena leikkauskuvantona kuvion l 5 mukainen antennilaitteisto, jossa kuvataan lähettingeneraat-torille 6.1 virityn antennilaitteiston toiminnallisia osia. Levyjä syötetään kantapisteeseen 5.1. Levyn 2 säteilevälle reuna-alueelle E on liitetty lankamaiset elementit 3. Levyt 1,2 ovat %-aallonpituutta lyhyemmät suhteessa dielektrisessä 10 väliaineessa 4 etenevään, lähettimeltä 6.1 syötettyyn, aallonpituuteen nähden. Levyt on sovitettu käytettyyn taajuuteen levymäisillä, säteilevälle reuna-alueelle E, levyihin 1,2 liitetyillä osilla 7,8. Osat 7,8 muodostavat kompensaation levyissä 1,2 olevalle induktiiviselle reaktanssi.ile. Levyjen 15 muodostama käytännön kondensaattori on keksinnön mukaisesti hyötysuhteeltaan parempi, kuin pistemäisestä sijoitettu kapasitanssi. Levyosista 7,8 , sekä levyistä 1,2 reuna-alueella E syntyvä sähkökenttä voidaan näin hyödyntää antennitarkoit.uk-sessa parhaiten. Riittävällä kompensaatiolla voidaan levyt 20 kokomitoittaa hyvällä hyötysuhteella alle puoleen levyjen %-aallon resistiivisestä pituudesta. Levymäiset osat 7,8 myös parantavat antennin 1,2,3 suuntaavuutta ja kaistanleveyttä. Kuvion 2 antenni on rakenteeltaan symmetrinen, joten levyt 1,2 : voidaan myös oikosulkea keskeltä kappaleella 9. Oikosululla ei ·,/ 25 ole vaikutusta antennin toimintaan.Figure 2 is a schematic sectional view of the antenna apparatus of Figure 15 illustrating functional parts of the antenna apparatus tuned to the transmission generator 6.1. Plates are fed to the base point 5.1. Wire-like elements 3 are connected to the radiating peripheral area E of the plate 2. The plates 1,2 are shorter than% wavelength relative to the wavelength transmitted from the transmitter 6.1 in the dielectric medium 4. The plates are adapted to the frequency used by plate-like, radiating edge region E, sections 7.8 connected to plates 1.2. Parts 7.8 compensate for the inductive reactance in the plates 1.2. According to the invention, the practical capacitor formed by the plates 15 has a better efficiency than the capacitance placed on a point. The electric field generated by the plate parts 7.8 and the plates 1.2 in the peripheral area E can thus be best utilized for antenna purposes. With sufficient compensation, the boards 20 can be resized with good efficiency to less than half the resistive length of the% board waves. The plate-like parts 7.8 also improve the directionality and bandwidth of the antenna 1,2,3. The antenna of Fig. 2 is symmetrical in structure, so the plates 1,2: can also be short-circuited in the middle by a piece 9. The short-circuiting has no effect on the antenna's operation.

Kuviossa 3 on esitetty kaaviollisena leikkauskuvantona kuvion l mukainen antennilaitteisto, jossa kuvataan lähetingeneraat-torille 6.2 viritetyn antennilaitteiston toiminnallisia osia.Fig. 3 is a schematic sectional view of the antenna apparatus of Fig. 1 illustrating functional parts of the antenna apparatus tuned to the transmitter generator 6.2.

30 Levyjä 1,2 syötetään kantapisteeseen 5.2, ja ne on eristetty .. väliaineella 4. Levyn 2 molempiin säteileviin reunoihin E, on ;; liitetty lisäelementit 3. Antennin tarkoitus on muodostaa ‘ · ’ poikittaissuuntainen polarisaatio kuvion 2 antenniosiin nähden.The plates 1,2 are fed to the base point 5.2 and are insulated with medium 4. The two radiating edges E1 of the plate 2 are ;; attached additional elements 3. The purpose of the antenna is to form '·' transverse polarization with respect to the antenna portions of Figure 2.

:* Antenni 1,2,3 on rakenteeltaan symmetrinen, joten levyt voidaan 35 oikosulkea keskeltä kappaleella 9.: * The antenna 1,2,3 has a symmetrical construction, so that the panels can be 35 short-circuited in the middle by a piece 9.

I · 7 116249I · 7 116249

Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisena päälliskuvantona kahdella erillisellä taajuusalueella toimiva antennilaitteisto. Antennilaitteiston toimintaperiaate on kuvion 1 mukainen. Levyt 1,2 ovat syöttöpisteistä 5.1 ja 5.2 katsoen resonanssipituisia.Figure 4 is a schematic top plan view of an antenna apparatus operating in two separate frequency bands. The principle of operation of the antenna apparatus is as shown in Figure 1. Plates 1,2 have resonance lengths from feed points 5.1 and 5.2.

5 Levyn säteileviin reunoihin E, on liitetty elementit 3.5 Elements 3 are connected to the radiating edges E of the board.

Antennissa 1,2,3 voidaan synnyttää samanaikaisesti tai erikseen kaksi eritaajuista kenttää ristikkäisellä polarisaatiolla.In antenna 1,2,3, two fields of different frequencies can be generated simultaneously or separately by cross-polarization.

Kuviossa 5 on esitetty kuvion 4 mukaisen antennilaitteiston 10 kaaviollinen leikkauskuvanto, jossa kuvataan lähetingeneraat-toreille 6.1 ja 6.2(ei esitetty) viritettyjä antenniosia.Figure 5 is a schematic sectional view of the antenna apparatus 10 of Figure 4 illustrating antenna sections tuned to transmitter generators 6.1 and 6.2 (not shown).

Kuviossa 6 on esitetty kaaviollisena päälliskuvantona kahdesta levystä 1,2 ja oikosulkukappaleesta 9 koostuva antenni, jonka 15 levyn 2 säteilevälle reuna-alueelle E, on liitetty lineaarinen sähkömagneettisesti resonoiva antennielementti 3 suuntaavan säteilykentän muodostamiseksi ja vahvistamiseksi. Kuviossa esitetään keksinnön mukaista antennia jonka levyt 1,2 on sähköisesti oikosuljettu kappaleella 9 niiden ns. jännite-20 nollakohdasta. Tällöin levyistä 1,2 muodostunut antenni on puolet siitä pituudesta, mitä vastaavin kokomitoin ja väliaineella 4 on muodostettu, esimerkiksi kuviossa 4. Levyjä 1,2 syötetään lähetingeneraattorilta 6 kantapisteeseen 5.Fig. 6 is a schematic top plan view of an antenna consisting of two plates 1,2 and a shorting piece 9 having a linear electromagnetically resonating antenna element 3 connected to the radiating edge region E of the plate 2 to form and amplify the directional radiation field. The figure shows an antenna according to the invention, the plates of which 1,2 are electrically short-circuited by a piece 9 of their so-called. voltage-20 from zero. In this case, the antenna formed by the plates 1,2 is half the length of the corresponding size and medium 4, for example in Figure 4. The plates 1,2 are fed from the transmitter generator 6 to the base point 5.

» » · * 4 · V.· 25 Kuviossa 7 on esitetty kuvion 6 antennilaitteiston kaaviollinen 4 « : : ! leikkauskuvanto.»» · * 4 · V. · 25 Figure 7 shows a schematic 4 «::! sectional view.

» · » ·»» »·

Kuviossa 8 on esitetty kaaviollisena päälliskuvantona erästä > » /;·. keksinnön mukaista käsipuhelimen antennilaitteistoa, joka voi 30 toimia kahdella erillisellä taajuusalueella. Levyt 1,2 on .(.f liitetty kantapisteestä 5.1 ja 5.2 lähetingeneraattoreihin 6.1 M ja 6.2 (ei esitetty), ja sovitettu levyosin 7,8 taajuuden ·’ * mukaiselle vaihtovirralle. Levyt on eristetty dielektrisellä :* väliaineella 4. Levyn 2 säteilevälle reuna-alueelle E on ·/": 35 liitetty säteilyn normaalimoodinen kierukka 3 sekä kapea levy > > > . 3, jotka ovat resonanssissa lähetingeneraattorin 6.1 mukaiselle » * · ; * vaihtovirralle. Antenniin voidaan asentaa lähettimen 6.2 8 116249 mukaisesti resonoiva elementti 3 (ei esitetty) . Antenni -laitteistosta 1,2,3 voidaan synnyttää samanaikaisesti tai erikseen kaksi eritaajuista kenttää ristikkäisellä polarisaatiolla.Figure 8 is a schematic top view of a batch of> »/; ·. a handset antenna apparatus according to the invention which can operate in two separate frequency bands. Plates 1,2 are. (. F connected from base point 5.1 and 5.2 to transmitter generators 6.1 M and 6.2 (not shown) and fitted to plate parts 7.8 at · · * * frequency. Plates are insulated with dielectric: * medium 4. The radiating edge of plate 2 The region E has · / ": 35 connected normal mode coil 3 and a narrow plate>>>. 3 resonant to the transmitter generator 6.1 *»; * AC. The antenna can be fitted with a resonant element 3 according to transmitter 6.2 8 116249 (not shown) ) An antenna system 1,2,3 can generate two fields of different frequencies simultaneously or separately by cross polarization.

55

Kuviossa 9 on esitetty kaaviollisena leikkauskuvantona kuvion 10 käsipuhelimen antennilaitteisto viritettynä lähetingene-raattorille 6.1 ja 6.2 (ei esitetty). Kuviosta ilmenee että puhelimen käyttäjä on antennin säteilykeilan minimin suunnassa 10 nuolen KÄYTTÄJÄ, mukaisesti. Antennin toimintaperiaate on edellä selostetun mukainen.Figure 9 is a schematic sectional view showing the antenna apparatus of the handset of Figure 10 tuned to transmitter generators 6.1 and 6.2 (not shown). The figure shows that the mobile user is the minimum of the antenna beam in the direction of the arrow 10 USER, accordingly. The operating principle of the antenna is as described above.

Kuviossa 10 on esitetty kaaviollisena päälliskuvantona erästä keksinnön mukaista käsipuhelimen antennilaitteistoa, joka voi 15 toimia vain yhdellä taajuusalueella. Levyt 1,2 on eristetty dielektrisellä väliaineella 4, ja oikosuljettu galvaanisesti kappaleella 9. Levyihin 1,2 johdetaan kantapisteeseen 5 lähetingeneraattorilta 6 (ei esitetty) vaihtovirtaa. Levyn 2 säteilevälle reuna-alueelle E on liitetty elementti 3.Figure 10 is a schematic top plan view of one handset antenna apparatus according to the invention which can operate in only one frequency range. The plates 1,2 are insulated with a dielectric medium 4 and galvanically short-circuited by a piece 9. The plates 1,2 are supplied with an alternating current from the transmitter generator 6 (not shown) to the base point 5. An element 3 is connected to the radiating peripheral area E of the plate 2.

20 Antennielementti 3 on muodostettu säteilyn normaalimoodisesta kierukasta.The antenna element 3 is formed by a normal mode coil of radiation.

Kuviossa 11 on esitetty kaaviollisena leikkauskuvantona kuvion • 10 käsipuhelimen antennilaitteisto viritettynä lähetingene- * 25 raattorille 6. Kuviosta ilmenee, että puhelimen käyttäjä on antennin säteilykeilan minimin suunnassa nuolen KÄYTTÄJÄ mukaisesti.Figure 11 is a schematic cross-section of Figure 10 • handset antenna tuned to apparatus lähetingene- * 25 vider 6. As shown, the telephone user is the minimum of the antenna beam in the direction of the arrow users.

Keksintöä voidaan käyttää kaikissa sellaisissa käsipuhelimissa, 30 joiden ulkoinen kokomitoitus mahdollistaa keksinnön mukaisen . , antennilaitteiston. Keksintö tarjoaa suuren määrän t » * rakenteellisesti ja kokomitoituksellisesti erilaisia ' variaatioita, jotka mahdollistavat keksinnön mukaisen laitteen ;· joustavan teollisen käytön. Edelleen on ammattimiehelle 35 itsestään selvää keksinnön lukuisat hyödyntämismahdollisuudet , kaikilla antennitekniikan alueilla, jotka perustuvat kahden levyn tekniikkaan.The invention can be used in any handset whose external size design allows the invention. , antenna hardware. The invention provides a large number of variations in structure and size that allow the device according to the invention to be flexible in industrial use. Furthermore, it is self-evident to those skilled in the art the numerous possibilities of utilizing the invention in all areas of antenna technology based on dual-plate technology.

Claims (5)

1. Menetelmä radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi tai vahvistamiseksi antennista, käytettäessä vähintään kahdesta päällekkäisestä 5 elementistä (1,2), tasomaisesta antennista kuten levystä (1) ja maa-tasosta (2) muodostuvaa tasoantennia (1,2), tunnettu siitä, että vähintään toiseen tasoantennin (1,2) elementeistä on järjestetty liitettäväksi galvaanisesti antennielementti (3).A method for directing or amplifying a radio frequency radiation field from an antenna using a planar antenna (1,2) consisting of at least two overlapping 5 elements (1,2), a planar antenna such as a plate (1) and a ground plane (2), characterized in that one of the elements of the planar antenna (1,2) being arranged to be galvanically connected to the antenna element (3). 2. Laite radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi tai vahvistami seksi antennista, erityisesti käsipuhelimissa, käytettäessä vähintään kahdesta päällekkäisestä antennielementistä (1,2), tasomaisesta antennista kuten levystä (1) ja maatasosta (2) muodostuvaa tasoantennia (1.2) , jossa elementit (1,2) ovat välin päässä toisistaan ja joihin 15 elementteihin (1,2) johdetaan lähetingeneraattorilta (6) vaihtovirtaa, tunnettu siitä, että vähintään toiseen tasoantennin (1.2) elementeistä on liitetty galvaanisesti antennielementti (3).Apparatus for directing or amplifying a radio frequency field using an antenna (1.2) consisting of at least two overlapping antenna elements (1,2), a planar antenna such as a plate (1) and a ground plane (2), in which the elements (1,2) are used. spaced apart and to which elements (1,2) are supplied with alternating current from the transmitter generator (6), characterized in that at least one of the elements of the planar antenna (1.2) is galvanically connected to the antenna element (3). 3. Laite radiotaajuisen säteilykentän suuntaamiseksi tai vahvistami-20 seksi antennista, erityisesti käsipuhelimissa, käytettäessä vähintään kahdesta päällekkäisestä antennielementistä (1,2), tasomaisesta antennista kuten levystä (1), maatasosta (2) ja vähintään yhdestä mainitut elementit (1,2) galvaanisesti oikosulkevasta liitoskappaleesta '·· ·' (9) muodostuvaa tasoantennia (1,2), jossa elementit (1,2) ovat välin » V · V25 päässä toisistaan ja joihin elementteihin (1,2) johdetaan lähetin- • ta generaattorilta (6) vaihtovirtaa, tunnettu siitä, että vä-hintään toiseen tasoantennin (1,2) elementeistä on liitetty galvaani-sesti antennielementti (3) .3. Device for directing or amplifying a radio frequency radiation field from an antenna, in particular for handsets, using at least two overlapping antenna elements (1,2), a planar antenna such as a plate (1), a ground plane (2) and at least one of said elements (1,2) galvanically a planar antenna (1,2) consisting of a short-circuiting coupling '·· ·' (9), with elements (1,2) spaced between »V · V25 and to which elements (1,2) are fed by a transmitter from a generator (6) alternating current, characterized in that at least one of the elements of the planar antenna (1,2) is galvanically connected to the antenna element (3). 4. Patenttivaatimuksen 2-3 mukainen laite, tunnettu siitä, ,,)* että antennielementti (3) käsittää vähintään yhden lineaarisen vaih- j.y tovirtaa johtavan osan.Device according to claims 2-3, characterized in that the antenna element (3) comprises at least one linear alternating current conducting part. 5. Patenttivaatimuksen 2-3 mukainen laite, tunnettu siitä, • * » » < ,;,35 että antennielementti (3) käsittää kierukkamaisen, säteilyn normaali- * » > * * » ' , moodisen, vaihtovirtaa johtavan osan. • i 10 1 1 6249Device according to Claims 2 to 3, characterized in that the antenna element (3) comprises a helical, normal radiation mode, a mode AC-conducting part. • i 10 1 1 6249
FI980885A 1998-04-22 1998-04-22 Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges FI116249B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980885A FI116249B (en) 1998-04-22 1998-04-22 Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980885 1998-04-22
FI980885A FI116249B (en) 1998-04-22 1998-04-22 Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI980885A0 FI980885A0 (en) 1998-04-22
FI980885A FI980885A (en) 1999-10-23
FI116249B true FI116249B (en) 2005-10-14

Family

ID=8551561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI980885A FI116249B (en) 1998-04-22 1998-04-22 Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI116249B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI980885A (en) 1999-10-23
FI980885A0 (en) 1998-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100588765B1 (en) Circularly polarized dielectric resonator antenna
US6759990B2 (en) Compact antenna with circular polarization
US6288682B1 (en) Directional antenna assembly
FI114254B (en) Planantennskonsruktion
US6018324A (en) Omni-directional dipole antenna with a self balancing feed arrangement
JP3658639B2 (en) Surface mount type antenna and radio equipped with the antenna
US6218992B1 (en) Compact, broadband inverted-F antennas with conductive elements and wireless communicators incorporating same
KR100322119B1 (en) Planar broadband dipole antenna for linearly polariged waves
KR100625121B1 (en) Method and Apparatus for Reducing SAR Exposure in a Communication Handset Device
US20110260925A1 (en) Multiband internal patch antenna for mobile terminals
US20040032370A1 (en) Portable radio-use antenna
JP3623714B2 (en) Broadband antenna and array antenna device
JPH11150415A (en) Multiple frequency antenna
KR20070112362A (en) Methods and apparatus for implementation of an antenna for a wireless communication device
US20040021605A1 (en) Multiband antenna for mobile devices
KR20130046494A (en) Radiation device for planar inverted f antenna and antenna using it
Hu et al. Compact collinear quasi-Yagi antenna array for wireless energy harvesting
JP3114836B2 (en) Printed dipole antenna
JP2004072731A (en) Monopole antenna device, communication system, and mobile communication system
JP4263961B2 (en) Antenna device for portable radio
US6819288B2 (en) Singular feed broadband aperture coupled circularly polarized patch antenna
US8199065B2 (en) H-J antenna
Lai et al. Low-profile broadband RFID tag antennas mountable on metallic objects
FI116249B (en) Method and apparatus for directing and amplifying a radio frequency radiation field from an antenna at a frequency range or at two different frequency ranges
JPH10247807A (en) Dielectric antenna

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116249

Country of ref document: FI

MA Patent expired