FI120607B - Monikaistainen tasoantenni - Google Patents

Monikaistainen tasoantenni Download PDF

Info

Publication number
FI120607B
FI120607B FI20031584A FI20031584A FI120607B FI 120607 B FI120607 B FI 120607B FI 20031584 A FI20031584 A FI 20031584A FI 20031584 A FI20031584 A FI 20031584A FI 120607 B FI120607 B FI 120607B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
antenna
plane
band
short
conductor
Prior art date
Application number
FI20031584A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20031584A (fi
Inventor
Heikki Korva
Petra Ollitervo
Original Assignee
Pulse Finland Oy
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 Pulse Finland Oy filed Critical Pulse Finland Oy
Priority to FI20031584A priority Critical patent/FI120607B/fi
Priority to PCT/FI2004/000554 priority patent/WO2005043674A1/en
Priority to CN2004800320729A priority patent/CN1875518B/zh
Priority to US10/595,607 priority patent/US7352326B2/en
Priority to EP04767068A priority patent/EP1678784A1/en
Publication of FI20031584A publication Critical patent/FI20031584A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120607B publication Critical patent/FI120607B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

Monikaistainen tasoantenni
Keksintö koskee pienikokoisiin radiolaitteisiin tarkoitettua monikaistaista tasoan-tennia. Keksintö koskee myös radiolaitetta, jossa on sen mukainen antenni.
Matkaviestimissä ovat yleistyneet mallit, jotka toimivat kahdessa tai useammassa 5 eri taajuusaluetta käyttävässä järjestelmässä, kuten eri GSM-järjestelmissä (Global System for Mobile telecommunications). Viestimen toimimisen perusehto on, että sen antennin säteily- ja vastaanotto-ominaisuudet ovat tyydyttävät kaikkien käytössä olevien järjestelmien kaistoilla. Tämä on vaativa tehtävä, kun antenni on laitteen käyttömukavuuden vuoksi sen kuorien sisällä.
10 Pienikokoisen laitteen sisäinen antenni on useimmiten tasorakenteinen, koska tällöin vaaditut ominaisuudet saavutetaan helpoimmin. Tasoantenniin kuuluu säteilevä taso ja tämän kanssa samansuuntainen maataso. Sovituksen helpottamiseksi säteilevä taso ja maataso tavallisesti yhdistetään sopivasta kohtaa toisiinsa oikosulkujoh-timella, jolloin syntyy PIFA-tyyppinen (planar inverted F-antenna) rakenne. Toimin-15 takaistojen määrä saadaan lisätyksi kahteen jakamalla säteilevä taso johtamattoman raon avulla oikosulkupisteestä katsottuna kahteen eri pituiseen haaraan siten, että haaroja vastaavat resonanssitaajuudet sattuvat haluttujen taajuuskaistojen alueille. Antennin sovitus voi kuitenkin tällöin muodostua ongelmalliseksi. Varsinkin anten-nin ylemmän toimintakaistan saaminen riittävän leveäksi on vaikeaa, kun sen halu-TI 20 taan kattavan kahden järjestelmän käyttämät kaistat. Eräs ratkaisu on lisätä anten- .·*·* nielementtien määrää: Varsinaisen säteilevän tason lähelle sijoitetaan sähkömag- • · · j neettisesti kytketty, ts. parasiittinen tasoelementti. Tämän resonanssitaajuus järjeste tään esimerkiksi lähelle kaksikaistaisen PIFAn ylempää resonanssitaajuutta niin, että : r V muodostuu yhtenäinen, suhteellisen leveä toimintakaista. Parasiittielementillä voi- • · · ; : 25 daan luonnollisesti muodostaa antennille myös erillinen kolmas toimintakaista. Pa- rasiittielementin käytön haittana on, että pienikin muutos sen ja varsinaisen säteile-:V: vän tason keskinäisessä sijainnissa huonontaa merkittävästi antennin kaistaominai- suuksia. Lisäksi parasiittielementti vaatii oman oikosulkujärjestelynsä.
• · · • · : ’·· Toisaalta itse säteilevää tasoa voidaan muotoilla niin, että se yhdessä maatason • · · 30 kanssa muodostaa kolmannenkin käyttökelpoisen resonaattorin. Kuva 1 esittää esi- .···. merkkiä tällaisesta ratkaisusta. Siinä on hakemusjulkaisusta FI 20011043 tunnettu : v. sisäinen monikaistainen tasoantenni, jolla on kolme erillistä toimintakaistaa. Anten- • · niin 100 kuuluu maataso 110 ja ääriviivaltaan suorakulmion muotoinen säteilevä taso 120. Säteilevään tasoon liittyy galvaanisesti sen syöttöpisteessä FP antennin 35 syöttöjohdin ja oikosulkupisteessä SP säteilevän tason maatasoon yhdistävä oi- 2 kosulkujohdin. Antenni on siten PIFA-tyyppinen. Syöttöpiste FP ja oikosulkupiste SP ovat suhteellisen lähellä toisiaan säteilevän tason toisella pitkällä sivulla. Säteilevässä tasossa 120 on sen reunasta, syöttöpisteen vierestä alkava ja tason vastakkaiselle puolelle päättyvä ensimmäinen rako 131 sekä samasta reunasta, oikosulku-5 pisteen vierestä alkava ja tason keskialueelle päättyvä toinen rako 132. Syöttö- ja oikosulkupiste ovat näiden rakojen välissä. Raot 131 ja 132 jakavat tason oikosul-kupisteestä SP katsottuna ensimmäiseen haaraan 121 ja toiseen haaraan 122. Ensimmäinen haara on mitoitettu siten, että se yhdessä maatason kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin ja toimii säteilijänä antennin alimmalla toimintakaistal-10 la. Mitoituksessa ovat apuna ensimmäisen haaran fyysistä ja sähköistä pituutta suurentavat maatasoa kohti suuntautuva jatke El ja haaraan järjestetyt lisämutkat E2. Toinen haara 122 on mitoitettu siten, että se yhdessä maatason kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin ja toimii säteilijänä antennin keskimmäisellä toiminta-kaistalla. Antennin ylin toimintakaista perustuu toiseen rakoon 132, joka yhdessä 15 ympäröivän johdetason ja maatason kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin ja toimii siten rakosäteilijänä.
Säteilevän tason 120 johdekuviot on muodostettu antennipiirilevylle 105, tämän yläpinnalla olevaan johdekerrokseen. Antennipiirilevy on tietenkin tuettu määrä-korkeudelle maatasosta 110.
··· 20 Kuvan 1 mukaisen rakenteen haittana on, että antennin sovituksessa alimmalla toi-*···· - mintakaistalla on toivomisen varaa. Lisäksi rakenne ei mahdollista keskimmäisen ja ylimmän resonanssitaajuuden siirtämistä lähelle toisiaan yhtenäisen ja kelvollisen • · · leveän toimintakaistan muodostamiseksi.
• · • · · : Kuva 2 esittää hakemusjulkaisusta FI 20012045 tunnettua, toista esimerkkiä sisäi- • · · 25 sestä monikaistaisesta tasoantennista. Antenniin 200 kuuluu maataso 210 ja ääriviivaltaan suorakulmion muotoinen säteilevä taso 220. Säteilevään tasoon liittyy gal-: V: vaanisesti sen syöttöpisteessä FP antennin syöttöjohdin ja oikosulkupisteessä SP sä- :***: teilevän tason maatasoon yhdistävä oikosulkujohdin. Syöttöpiste FP ja oikosulku- • · · piste SP ovat suhteellisen lähellä toisiaan säteilevän tason toisella pitkällä sivulla. 30 Säteilevässä tasossa 220 on sen reunasta, syöttöpisteen ja oikosulkupisteen välistä • · ’*;·* alkava ja tason vastakkaiselle puolelle päättyvä ensimmäinen rako 231 sekä samasta f": reunasta, oikosulkupisteestä katsottuna syöttöpisteen toiselta puolelta alkava toinen -···: rako 232.
• ·
Antennilla 200 on kaksi toimintakaistaa ja kolme käytön kannalta merkittävää reso-35 nanssia. Säteilevässä tasossa 220 on oikosulkupisteestä SP lähtien toisen raon 232 3 pään ympäri kiertävä johdehaara 221, joka yhdessä maatason kanssa muodostaa nel-jännesaaltoresonaattorin ja toimii säteilijänä antennin alemmalla toimintakaistalla. Toinen rako 232 on sijoitettu ja mitoitettu siten, että se yhdessä ympäröivän johde-tason ja maatason kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin ja toimii säteilijänä 5 antennin ylemmällä toimintakaistalla. Myös ensimmäinen rako 231 on mitoitettu siten, että se yhdessä ympäröivän johdetason ja maatason kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin ja toimii säteilijänä antennin ylemmällä toimintakaistalla. Kahden rakosäteilijän resonanssitaajuudet jäljestetään siis suhteellisen lähelle toisiaan, mutta kuitenkin eri suuriksi niin, että ylemmästä toimintakaistasta tulee suh-10 teellisen leveä. Ensimmäiseen rakoon 231 perustuvan resonanssin taajuutta on järjestetty sopivaan kohtaan myös johdelevyllä El, joka suuntautuu säteilevän tason 220 oikosulkupistettä lähinnä olevalta lyhyemmältä sivulta maatasoa kohti.
Säteilevä taso on tässä esimerkissä metallipelti, joka on tuettu määräkorkeudelle maatasosta dielektrisellä kehyksellä 270.
15 Kuvan 2 mukaisessa rakenteessa antennin ylemmälle toimintakaistalle saadaan kaksi voimakasta ja erikseen viritettävää resonanssia. Kaistanleveys saadaan siksi hyvin suureksi. Tämä tapahtuu kuitenkin osittain alemman toimintakaistan sovituksen kustannuksella, mikä on kyseisen ratkaisun haitta. Sovitus hyvin pienikokoisissa laitteissa on alemman kaistan osalta jo muutenkin ongelmallinen laitteen maatason 20 pienuuden vuoksi.
• · · ·'· · F Keksinnön tarkoituksena on vähentää mainittuja, tekniikan tasoon liittyviä haittoja.
• Keksinnön mukaiselle antennille on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä pa- n ·» · tenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle radiolaitteelle on tunnusomaista, mitä *· · on esitetty patenttivaatimuksessa 9. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on *···. 25 esitetty muissa patenttivaatimuksissa.
V* i. · ···
Keksinnön perusajatus on seuraava: Antenni on perusrakenteeltaan kaksiresonans- • · v.: sinen PIFA, jonka säteilevässä tasossa on alinta toimintakaistaa vastaava rakenneko*: osa ja ylempää toimintakaistaa vastaava rakenneosa. Antennin ominaisuuksien pari rantamiseksi säteilevään tasoon muodostetaan säteilijänä toimiva silmukkaresonaat- • · · *]···. 30 tori. Silmukan syöttöjohdon maajohdin on samalla PIFAn oikosulkujohdin. Syöttö- • · *** johdon toinen johdin eli syöttöjohdin kytketään silmukan vastakkaiseen päähän ja ··· se on samalla PIFAn syöttöjohdin. Alinta toimintakaistaa vastaava säteilevän tason • · · • *.: rakenneosa sijoitetaan silmukan ja ylempää toimintakaistaa vastaavan PIFAn ra kenneosan väliin. Silmukkasäteilijän resonanssitaajuus järjestetään muodostettava!- le kolmannelle toimintakaistalle tai sovituksen parantamiseksi antennin ylemmälle toimintakaistalle.
4
Keksinnön etuna on, että rakenneosa, jolla parannetaan antennin sovitusta ylemmällä toimintakaistalla, parantaa samalla sovitusta ja hyötysuhdetta alimmalla toiminta-5 kaistalla. Tämä perustuu lisäinduktanssiin, jonka PIFAn syöttöjohtimen osana toimiva silmukkajohdin aiheuttaa siihen. Samanlainen vaikutus olisi maatason pienellä laajentamisella, mitä laitteen koko ei salli. Lisäksi keksinnön etuna on, silmukan resonanssi ja PIFAn ylempi resonanssi eivät juuri häiritse toisiaan, jolloin niiden taajuudet voidaan järjestää lähelle toisiaan. Tämä johtuu alinta toimintakaistaa vastaa-10 van rakenneosan sijainnista edellä mainitussa välissä. Edelleen keksinnön etuna on, että sen mukainen rakenne ei vaadi lisäjohtimia, kuten toista oikosulkujohdinta säteilevän tason ja kyseisen radiolaitteen muun osan välille.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuva 1 esittää esimerkkiä tekniikan tason mukaisesta monikaistaisesta tasoan-tennista, kuva 2 esittää toista esimerkkiä tekniikan tason mukaisesta monikaistaisesta ta-soantennista, • · · kuva 3 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta monikaistaisesta tasoantennista, . · · • · · * * * * 20 kuva 4 esittää toista esimerkkiä keksinnön mukaisesta monikaistaisesta • · · * · · tasoantennista, - . · · kuva 5 esittää kolmatta esimerkkiä keksinnön mukaisesta monikaistaisesta taso- • · .···. antennista, • · • · · kuva 6 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisen antennin taajuusominaisuuksista ja • · 25 kuva 7 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisen antennin hyötysuhteesta ja • · · • · ...*···* kuva 8 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta radiolaitteesta.
·· • · - · ·· »
Kuvat 1 ja 2 selostettiin jo tekniikan tason kuvauksen yhteydessä.
···
Kuvassa 3 on esimerkki keksinnön mukaisesta sisäisestä monikaistaisesta tasoan- ·· · • tennistä. Siinä on radiolaitteen piirilevy 301, jonka johtava yläpinta toimii antennin 30 maatasona 310. Piirilevyn toisessa päässä, maatason yläpuolella on antennin säteilevä taso 320. Säteilevän tason reunasta sen eräältä sivulta, jota nimitetään tässä 5 etusivuksi, lähtee säteilevän tason maatasoon yhdistävä oikosulkujohdin 325. Nimitetään tämän johtimen liittymispistettä säteilevään tasoon oikosulkupisteeksi SP. Lähellä oikosulkupistettä säteilevän taso etusivulla on antennin syöttöpiste FP, josta lähtee antennin syöttöjohdin 326. Syöttöjohtimesta on maasta eristetty läpivienti 5 piirilevyn 301 alapinnalla olevaan antenniporttiin AP. Säteilevä taso 320 muodostaa siis maatason kanssa PIFA-tyyppisen antennin. Siinä on oikosulkupisteestä SP katsottuna kaksi eripituista johdehaaraa. Antennin toimintakaistoista alin perustuu ensimmäiseen johdehaaraan 321, joka ulottuu oikosulkupisteestä säteilevän tason vastakkaiselle sivulle, jatkuu siellä vastakkaisen sivun suuntaisena ja kääntyy lopuksi 10 takaisin etusivua kohti. Ensimmäinen johdehaara yhdessä ympäröivien antennin osien kanssa muodostaa neljännesaaltoresonaattorin, jolla on oikosuljettu pää ja avoin pää. Antennin toinen toimintakaista perustuu ainakin osittain säteilevän tason toiseen johdehaaraan 322, joka ulottuu säteilevän tason vastakkaiselle sivulle ensimmäisen johdehaaran vieressä muodostaen säteilevän tason päädyn. Toinen joh-15 dehaara yhdessä ympäröivien antennin osien kanssa muodostaa neljännesaaltoreso-naattorin, jolla on oikosuljettu pää ja avoin pää.
Säteilevään tasoon 320 kuuluu lisäksi sen etusivun puolelle sijoittuva johdesilmuk-ka 323. Silmukan päätepisteet ovat edellä mainitut syöttö- ja oikosulkupiste. Näinollen silmukalla ja PIFAlla on yhteinen syöttö piirilevyltä 301 katsottuna. Silmukka 20 mitoitetaan niin, että se resonoi ja toimii säteilijänä antennin toisella toimintakaistal-..*·* la tai erillisellä kolmannella toimintakaistalla. Edellisessä tapauksessa toinen toi-: V: mintakaista saadaan hyvin leveäksi järjestämällä johdesilmukkaan ja toiseen johde- : haaraan perustuvien resonaattorien ominaistaajuudet sopivalle etäisyydelle toisis- •:··· taan. Tällainen viritys onnistuu, koska säteilevän tason ensimmäinen johdehaara 25 321 on edellä selostetun mukaisesti johdesilmukan 323 ja toisen johdehaaran 322 • · .···. välissä, jolloin jälkimmäisten välinen kytkentä on suhteellisen heikko.
·♦·
Edellä mainittiin syöttöpisteen FP olevan johdesilmukan 323 toisessa päässä. Tämä • · merkitsee sitä, että silmukka toisaalta on PIFAn syöttöjohtimen 326 suhteellisen
pitkä jatke toimien siis osana koko syöttöjohdinta. Lähdettäessä syöttöpisteestä FP
30 silmukka yhtyy muuhun säteilevään tasoon tämän ensimmäisen johdehaaran alku- ]···. päässä eräässä pisteessä F2, suhteellisen lähellä oikosulkupistettä SP. Piste F2 on it-• · T* se asiassa antennin PIFA-osan syöttöpiste. Silmukkajohtimella on tietty induktanssi, jota keksinnössä hyödynnetään. Kun kyseessä on hyvin pienikokoisen radiolaitteen • · ♦ : antenni, radiolaitteeseen ei mahdu maataso, joka olisi antennin sovituksen kannalta 35 optimaalinen 0,9 GHz:n taajuusalueella. Esimerkkiantennin alin toimintakaista sijoittuu tälle alueelle. Silmukkajohtimen induktanssi kompensoi ainakin osaksi tätä 6 vajausta maatason laajuudessa. Tällä tavalla silmukka 323 parantaa antennin sovitusta ja hyötysuhdetta alimmalla toimintakaistalla. Induktanssi riippuu voimakkaasti johtimen poikkipinta-alasta. Näinollen alimman toimintakaistan sovitusta voidaan järjestää muuttamalla silmukkajohtimen sisäkehän pituutta, kun ensin on haettu so-5 piva pituus sen ulkokehälle silmukkaresonanssin taajuuden kannalta. Luonnollisesti nämä kaksi viritystä vaikuttavat jonkin verran toisiinsa.
Kuvassa 3 näkyy kaksi pätkää säteilevää tasoa tukevasta kehyksestä 350. Dielektris-tä tukirakennetta sisältyy luonnollisesti koko rakenteeseen enemmänkin niin, että kaikki säteilevän tason osat pysyvät tarkoin paikallaan. Antennin syöttöjohdin ja oi-10 kosulkujohdin ovat tässä esimerkissä samaa peltiä säteilevän tason kanssa. Johtimet toimivat samalla jousina ja niiden alapäät painautuvat asennetussa antennissa jousivoimalla piirilevyä 301 vasten.
Kuvassa 4 on toinen esimerkki keksinnön mukaisesta sisäisestä monikaistaisesta tasoantennista. Antenni on kuvattu ylhäältä päin eli säteilevän tason yläpuolelta. Sä-15 teilevät osat ovat nyt johdealueita suorakaiteen muotoisen dielektrisen levyn 405 yläpinnalla. Maataso 410 näkyy hiukan dielektrisen levyn alapuolella. Säteilevässä tasossa 420 ovat antennin syöttöpiste FP ja oikosulkupiste SP levyn 405 pitkällä sivulla. Syöttöpiste on lähellä levyn 405 erästä kulmausta ja oikosulkupiste vähän kauempana siitä. Säteilevässä tasossa on ensimmäinen ja toinen johdehaara sekä . 20 johdesilmukka samoja tarkoituksia varten kuin kuvan 3 antennissa. Ensimmäinen johdehaara 421 ulottuu oikosulkupisteestä SP säteilevän tason vastakkaiselle pitkäl-le sivulle, jatkuu siellä pitkän sivun suuntaisena, sitten toista päätyä pitkin ja vielä ·· i · **’ ensin mainittua pitkää sivua pitkin oikosulkupistettä kohti. Toinen, lyhyempi johde- haara 422 jää ensimmäisen johdehaaran muodostaman kuvion keskelle. Johdesil- • · · "r^;* 25 mukka 423 sijaitsee nyt säteilevän tason syöttö- ja oikosulkupisteiden puoleisessa • · *···* päädyssä. Sähköisesti silmukka on syöttö- ja oikosulkupisteiden välissä. Lähdettä essä syöttöpisteestä FP silmukka yhtyy muuhun säteilevään tasoon tämän ensim- • · v.: mäisen johdehaaran 421 alkupäässä eräässä pisteessä F2, suhteellisen lähellä oi- ' ·· · L..: kosulkupistettä SP. Piste F2 on itse asiassa antennin PIFA-osan syöttöpiste.
• · • · • ** 30 Kuvassa 5 on kolmas esimerkki keksinnön mukaisesta sisäisestä monikaistaisesta ··· tasoantennista. Säteilevän tason 520 ensimmäinen johdehaara 521 ja johdesilmukka :***: 523 on muotoiltu samaan tapaan kuin kuvan 3 antennissa. Erona kuvaan 3 on, että ··· toisen johdehaaran muodostaman säteilijän sijasta säteilevän tason päädyssä on ra- • · kosäteilijä. Tämän rako 525 avautuu säteilijän sille pitkälle sivulle, missä syöttöpis-35 te FP ja oikosulkupiste SP ovat. Rakosäteilijä on mitoitettu toimimaan neljännesaaltoresonaattorina antennin ylimmällä toimintakaistalla.
7
Kuvassa 6 on esimerkki kuvassa 3 esitetyn kaltaisen antennin, taajuusominaisuuk-sista. Kuvassa on heijastuskertoimen Sll kuvaaja 61 taajuuden funktiona. Mitattu antenni on suunniteltu toimimaan järjestelmissä GSM900, GSM1800 ja GSM1900. Ensimmäisen vaatima kaista sijoittuu taajuusalueelle 880-960 MHz, joka on anten-5 nin alin toimintakaista B/. Kahden jälkimmäisen vaatimat kaistat sijoittuvat taajuusalueelle 1710-1990 MHz, joka on antennin ylempi toimintakaista Bu. Kuvaajasta nähdään, että alimman toimintakaistan reunoilla antennin heijastuskerroin on noin - 3,5 dB ja keskellä noin -16 dB. Ylemmällä toimintakaiställa antennin heijastuskerroin vaihtelee arvojen -4,5 dB ja -18 dB välillä. Kuvaajan 61 muodossa näkyy an-10 tennin kolme merkittävää resonanssia. Koko alin toimintakaista Bl perustuu ensimmäiseen resonanssiin rl, joka on säteilevän tason ensimmäisen johdehaaran yhdessä ympäröivien johteiden kanssa muodostamalla rakenteella. Ylempi toimintakaista Bu perustuu toiseen resonanssiin r2 ja kolmanteen resonanssiin r3. Toinen resonanssi on säteilevän tason johdesilmukan yhdessä ympäröivien johteiden kanssa muodos-15 tamalla rakenteella, ja on huomattavan voimakas. Toisen resonanssin taajuus on noin 1,78 GHz. Kolmas resonanssi on säteilevän tason toisen johdehaaran yhdessä ympäröivien johteiden kanssa muodostamalla rakenteella, ja sen taajuus on noin 1,94 GHz. Antennin taajuusominaisuudet ovat varsin hyvät ottaen huomioon, että siinä on vain yksi yhtenäinen säteilijä ja vain kaksi kosketuskohtaa radiolaitteeseen.
20 Kuvassa 7 on esimerkki keksinnön mukaisen antennin hyötysuhteesta. Hyötysuh-teet on mitattu samasta rakenteesta kuin kuvan 6 sovituskuvaajat. Kuvaaja 71 näyt-tää hyötysuhteen muuttumisen alimmalla toimintakaistalla ja kuvaaja 72 ylemmällä . 1 1 1 . ^ toimintakaistalla. Alimmalla toimintakaistalla hyötysuhde vaihtelee välillä 0,43 - **: i 0,75 ja ylemmällä toimintakaistalla välillä 0,24 - 0,43.
• · 25 Antennivahvistus eli edullisimmassa suunnassa mitattu suhteellinen kentänvoimak- - · · , kuus vapaassa tilassa vaihtelee alimmalla toimintakaistalla välillä 0,1 - 1,6 dB ja .· · · · ylemmällä toimintakaistalla välillä -1,6 - +1,8 dB. Heikoin antennivahvistus sa-moinkuin huonoin hyötysuhde on taajuuksilla, joita ei käytetä kummassakaan jär- ,···. jestelmistä GSM 1800 ja GSM 1900.
• · • · ·
30 Kuvassa 8 on esimerkki keksinnön mukaisesta radiolaitteesta. Radiolaitteessa RD
.1··. on kuvassa katkoviivalla esitetty edellä selostetun mukainen sisäinen monikaistai- ··· nen tasoantenni 800.
• · • · ··· Määre "lähellä" tarkoittaa tässä selostuksessa ja patenttivaatimuksissa etäisyyttä, joka on suhteellisen pieni tasoantennin leveyteen verrattuna, suuruusluokaltaan alle 8 kymmenesosa antennin suurinta käyttökelpoista resonanssitaajuutta vastaavasta aallonpituudesta.
Edellä on kuvattu keksinnön mukaisia monikaista-antenneja. Antennin säteilijän muoto voi luonnollisesti poiketa esitetyistä, eikä keksintö rajoita antennin valmis-5 tustapaa. Keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa eri tavoin itsenäisten patenttivaatimusten 1 ja 9 asettamissa rajoissa.
• · · • · · · - · · - · · · • · · • · • · • · · ·· · • ·· · • · • · · • · · ' · · • · • · · • · • · • · · • · • · · • · · • « ··· • · • · • · · • · • · • · · • · · t · • · ·« · • · · • · • · • M 1 · · • · · • · • ·

Claims (9)

1. Monikaistainen tasoantenni, jolla on ainakin alin toimintakaista ja toinen toi-mintakaista, ja jossa on maataso (310; 410) ja säteilevä taso (320; 420; 520), joka on syöttöpisteestä (FP) kytketty radiolaitteen antenniporttiin ja oikosulkupisteestä 5 (SP) maatasoon, jossa säteilevässä tasossa on ensimmäinen johdehaara ja toinen osa siten, että - ensimmäinen johdehaara (321; 421; 521) yhdessä ympäröivien antennin osien kanssa muodostaa oikosulkupisteessä oikosuljetun neljännesaaltoresonaattorin, jonka ominaistaajuus on alimmalla toimintakaistalla ja 10 - toinen osa (322; 422; 525) yhdessä ympäröivien antennin osien kanssa muodostaa resonaattorin, jonka ominaistaajuus on toisella toimintakaistalla, tunnettu siitä, että säteilevässä tasossa on lisäksi syöttöpisteestä (FP) alkava, muuhun säteilevään tasoon lähellä oikosulkupistettä liittyvä ja oikosulkupisteeseen (SP) päättyvä johdesilmukka (323; 423; 523) silmukkasäteilijän muodostamiseksi ja an-15 tennin sovituksen parantamiseksi alimmalla toimintakaistalla, ja osa säteilevän tason ensimmäisestä johdehaarasta sijaitsee johdesilmukan ja mainitun toisen osan välissä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että säteilevän ta- <i# son toinen osa on oikosulkupisteestä alkava johdehaara (322; 422). MM » ♦ \v 20
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että säteilevän ta- son toinen osa on tason syöttö- ja oikosulkupisteen puoleisesta reunasta alkava joh-·:**: tamaton rako (525) toisen toimintakaistan alueella resonoivan rakosäteilijän muo- dostamiseksi.
• · ··· • , · ·*·’ 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että mainittuun 25 johdesilmukkaan (323) perustuvan resonaattorin ominaistaajuus on toisella toimin- *·*·* takaistalla tämän leventämiseksi. ··· • · • · • m
./ 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen monikaista-antenni, jolla on lisäksi kolmas toimintakaista, tunnettu siitä, että mainittuun johdesilmukkaan perustuvan reso- *·;·’ naattorin ominaistaajuus on kolmannella toimintakaistalla. ··· • · • · :v. 30
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että mainittu an- • » tennin sovituksen parantaminen alimmalla toimintakaistalla on järjestetty valitsemalla antennin syöttöjohtimen (326) jatkeena toimivan johdesilmukan johtimen (323) leveys ja siten sen induktanssi.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että säteilevä taso (320) on peltikappale.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasoantenni, tunnettu siitä, että säteilevä taso (420) on johdealue dielektrisen levyn (405) pinnalla.
9. Radiolaite (RD), tunnettu siitä, että siinä on vaatimuksen 1 mukainen moni kaistainen tasoantenni (800).
FI20031584A 2003-10-31 2003-10-31 Monikaistainen tasoantenni FI120607B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20031584A FI120607B (fi) 2003-10-31 2003-10-31 Monikaistainen tasoantenni
PCT/FI2004/000554 WO2005043674A1 (en) 2003-10-31 2004-09-21 Multiband planar antenna
CN2004800320729A CN1875518B (zh) 2003-10-31 2004-09-21 多波段平面天线
US10/595,607 US7352326B2 (en) 2003-10-31 2004-09-21 Multiband planar antenna
EP04767068A EP1678784A1 (en) 2003-10-31 2004-09-21 Multiband planar antenna

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20031584A FI120607B (fi) 2003-10-31 2003-10-31 Monikaistainen tasoantenni
FI20031584 2003-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20031584A FI20031584A (fi) 2005-05-01
FI120607B true FI120607B (fi) 2009-12-15

Family

ID=34531124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20031584A FI120607B (fi) 2003-10-31 2003-10-31 Monikaistainen tasoantenni

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7352326B2 (fi)
EP (1) EP1678784A1 (fi)
CN (1) CN1875518B (fi)
FI (1) FI120607B (fi)
WO (1) WO2005043674A1 (fi)

Families Citing this family (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1989652B (zh) * 2004-06-28 2013-03-13 脉冲芬兰有限公司 天线部件
FI118748B (fi) * 2004-06-28 2008-02-29 Pulse Finland Oy Pala-antenni
TWI274439B (en) 2004-09-17 2007-02-21 Asustek Comp Inc Telecommunication device and plane antenna thereof
CN100544117C (zh) * 2004-09-22 2009-09-23 华硕电脑股份有限公司 移动通讯装置及其平面天线结构
FI20041455A (fi) * 2004-11-11 2006-05-12 Lk Products Oy Antennikomponentti
JP4521724B2 (ja) * 2005-01-20 2010-08-11 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 アンテナ装置及びこのアンテナ装置を備えた携帯端末装置
FI20055420A0 (fi) 2005-07-25 2005-07-25 Lk Products Oy Säädettävä monikaista antenni
US7176838B1 (en) * 2005-08-22 2007-02-13 Motorola, Inc. Multi-band antenna
FI119009B (fi) 2005-10-03 2008-06-13 Pulse Finland Oy Monikaistainen antennijärjestelmä
FI119535B (fi) * 2005-10-03 2008-12-15 Pulse Finland Oy Monikaistainen antennijärjestelmä
FI118872B (fi) 2005-10-10 2008-04-15 Pulse Finland Oy Sisäinen antenni
FI118782B (fi) * 2005-10-14 2008-03-14 Pulse Finland Oy Säädettävä antenni
FI119577B (fi) * 2005-11-24 2008-12-31 Pulse Finland Oy Monikaistainen antennikomponentti
TWI336541B (en) * 2006-05-02 2011-01-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Multi-band antenna
FI118837B (fi) * 2006-05-26 2008-03-31 Pulse Finland Oy Kaksoisantenni
US8618990B2 (en) 2011-04-13 2013-12-31 Pulse Finland Oy Wideband antenna and methods
US7528779B2 (en) * 2006-10-25 2009-05-05 Laird Technologies, Inc. Low profile partially loaded patch antenna
US7688267B2 (en) * 2006-11-06 2010-03-30 Apple Inc. Broadband antenna with coupled feed for handheld electronic devices
US10211538B2 (en) 2006-12-28 2019-02-19 Pulse Finland Oy Directional antenna apparatus and methods
FR2914113B1 (fr) * 2007-03-20 2009-05-01 Trixell Soc Par Actions Simpli Antenne mixte
FI20075269A0 (fi) 2007-04-19 2007-04-19 Pulse Finland Oy Menetelmä ja järjestely antennin sovittamiseksi
FI120427B (fi) 2007-08-30 2009-10-15 Pulse Finland Oy Säädettävä monikaista-antenni
KR100911938B1 (ko) * 2007-09-14 2009-08-13 주식회사 케이티테크 모노폴 안테나와 루프 안테나가 결합된 광대역 내장형안테나
FI124129B (fi) * 2007-09-28 2014-03-31 Pulse Finland Oy Kaksoisantenni
TWI351789B (en) * 2008-12-12 2011-11-01 Acer Inc Multiband antenna
TWI466377B (zh) * 2009-01-13 2014-12-21 Realtek Semiconductor Corp 多頻帶印刷天線
TWI412177B (zh) * 2009-08-13 2013-10-11 Pegatron Corp 天線模組及其應用之電子裝置
US9136594B2 (en) 2009-08-20 2015-09-15 Qualcomm Incorporated Compact multi-band planar inverted F antenna
FI20096134A0 (fi) 2009-11-03 2009-11-03 Pulse Finland Oy Säädettävä antenni
US8378899B2 (en) * 2009-11-06 2013-02-19 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Wireless communication terminal with a multi-band antenna that extends between side surfaces thereof
FI20096251A0 (sv) 2009-11-27 2009-11-27 Pulse Finland Oy MIMO-antenn
US8847833B2 (en) 2009-12-29 2014-09-30 Pulse Finland Oy Loop resonator apparatus and methods for enhanced field control
CN102117957A (zh) * 2010-01-05 2011-07-06 英华达股份有限公司 平面天线及通信装置
FI20105158A (fi) 2010-02-18 2011-08-19 Pulse Finland Oy Kuorisäteilijällä varustettu antenni
US9406998B2 (en) 2010-04-21 2016-08-02 Pulse Finland Oy Distributed multiband antenna and methods
US8368602B2 (en) 2010-06-03 2013-02-05 Apple Inc. Parallel-fed equal current density dipole antenna
US8497806B2 (en) * 2010-07-23 2013-07-30 Research In Motion Limited Mobile wireless device with multi-band loop antenna with arms defining a slotted opening and related methods
TW201228112A (en) * 2010-12-20 2012-07-01 Quanta Comp Inc Multi-frequency antenna
CN102110900B (zh) * 2010-12-27 2014-07-02 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端的阵列天线及其实现方法
FI20115072A0 (fi) 2011-01-25 2011-01-25 Pulse Finland Oy Moniresonanssiantenni, -antennimoduuli ja radiolaite
US9673507B2 (en) 2011-02-11 2017-06-06 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
US8648752B2 (en) 2011-02-11 2014-02-11 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
EP2495808A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-05 Nxp B.V. Multiband antenna
TWI481120B (zh) * 2011-05-27 2015-04-11 Wistron Neweb Corp 具多共振模態之天線
US8922442B2 (en) 2011-06-01 2014-12-30 Symbol Technologies, Inc. Low-profile multiband antenna for a wireless communication device
CN102856635B (zh) * 2011-06-27 2016-05-04 光宝电子(广州)有限公司 多频天线及具有该多频天线的电子装置
US8866689B2 (en) 2011-07-07 2014-10-21 Pulse Finland Oy Multi-band antenna and methods for long term evolution wireless system
US9450291B2 (en) 2011-07-25 2016-09-20 Pulse Finland Oy Multiband slot loop antenna apparatus and methods
US9123990B2 (en) 2011-10-07 2015-09-01 Pulse Finland Oy Multi-feed antenna apparatus and methods
US8610628B2 (en) * 2011-11-07 2013-12-17 Mediatek Inc. Wideband antenna
US9331387B2 (en) 2011-11-07 2016-05-03 Mediatek Inc. Wideband antenna
US9531058B2 (en) 2011-12-20 2016-12-27 Pulse Finland Oy Loosely-coupled radio antenna apparatus and methods
US9484619B2 (en) 2011-12-21 2016-11-01 Pulse Finland Oy Switchable diversity antenna apparatus and methods
US8988296B2 (en) 2012-04-04 2015-03-24 Pulse Finland Oy Compact polarized antenna and methods
CN102856644B (zh) * 2012-04-13 2015-02-04 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种开关控制的lte mimo手机天线结构
FR2990591A1 (fr) * 2012-05-14 2013-11-15 Thomson Licensing Procede de realisation d'une ligne-fente sur un substrat multicouche et circuit imprime multicouche comportant au moins une ligne-fente realisee selon ledit procede et utilisee comme fente isolante ou antenne
TWI520442B (zh) * 2012-09-19 2016-02-01 Accton Technology Corp Antenna structure
US9979078B2 (en) 2012-10-25 2018-05-22 Pulse Finland Oy Modular cell antenna apparatus and methods
CN102956972B (zh) * 2012-11-01 2015-03-25 广州杰赛科技股份有限公司 天线
US10069209B2 (en) 2012-11-06 2018-09-04 Pulse Finland Oy Capacitively coupled antenna apparatus and methods
US9520638B2 (en) * 2013-01-15 2016-12-13 Fitbit, Inc. Hybrid radio frequency / inductive loop antenna
US9590303B2 (en) * 2013-01-29 2017-03-07 Asustek Computer Inc. Antenna
US10079428B2 (en) 2013-03-11 2018-09-18 Pulse Finland Oy Coupled antenna structure and methods
US9647338B2 (en) 2013-03-11 2017-05-09 Pulse Finland Oy Coupled antenna structure and methods
US9634383B2 (en) 2013-06-26 2017-04-25 Pulse Finland Oy Galvanically separated non-interacting antenna sector apparatus and methods
TW201517380A (zh) * 2013-10-21 2015-05-01 Fih Hong Kong Ltd 無線通訊裝置
US9680212B2 (en) 2013-11-20 2017-06-13 Pulse Finland Oy Capacitive grounding methods and apparatus for mobile devices
US9590308B2 (en) 2013-12-03 2017-03-07 Pulse Electronics, Inc. Reduced surface area antenna apparatus and mobile communications devices incorporating the same
US9196137B2 (en) 2014-01-13 2015-11-24 Tyco Fire & Security Gmbh Two-way wireless communication enabled intrusion detector assemblies
US9197277B2 (en) 2014-01-13 2015-11-24 Tyco Fire & Security Gmbh Two-way wireless communication enabled intrusion detector assemblies
US9774073B2 (en) * 2014-01-16 2017-09-26 Htc Corporation Mobile device and multi-band antenna structure therein
US9196964B2 (en) 2014-03-05 2015-11-24 Fitbit, Inc. Hybrid piezoelectric device / radio frequency antenna
TWI566474B (zh) * 2014-05-09 2017-01-11 環旭電子股份有限公司 多頻天線
US9948002B2 (en) 2014-08-26 2018-04-17 Pulse Finland Oy Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods
US9973228B2 (en) 2014-08-26 2018-05-15 Pulse Finland Oy Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods
US9722308B2 (en) 2014-08-28 2017-08-01 Pulse Finland Oy Low passive intermodulation distributed antenna system for multiple-input multiple-output systems and methods of use
CN105633581B (zh) * 2014-11-06 2020-06-19 深圳富泰宏精密工业有限公司 多频天线及具有该多频天线的无线通信装置
US9768491B2 (en) * 2015-04-20 2017-09-19 Apple Inc. Electronic device with peripheral hybrid antenna
US9906260B2 (en) 2015-07-30 2018-02-27 Pulse Finland Oy Sensor-based closed loop antenna swapping apparatus and methods
CN106558753A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 绍兴中科移联信息科技有限公司 一种适用于gsm900频段与蓝牙频段的pifa天线
CN205376750U (zh) * 2016-01-12 2016-07-06 中磊电子（苏州）有限公司 双频天线
US11276938B2 (en) * 2018-01-11 2022-03-15 Semtech Corporation Single layer antenna
KR102469571B1 (ko) * 2018-01-25 2022-11-22 삼성전자주식회사 루프 타입 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
CN112531329B (zh) * 2019-09-17 2024-01-02 北京小米移动软件有限公司 天线和终端
CN113193341A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 深圳市玛雅通讯设备有限公司 一种定位天线及其设计方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363114A (en) * 1990-01-29 1994-11-08 Shoemaker Kevin O Planar serpentine antennas
US5541617A (en) * 1991-10-21 1996-07-30 Connolly; Peter J. Monolithic quadrifilar helix antenna
EP0929115A1 (en) * 1998-01-09 1999-07-14 Nokia Mobile Phones Ltd. Antenna for mobile communications device
US6343208B1 (en) 1998-12-16 2002-01-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Printed multi-band patch antenna
WO2001024316A1 (fr) * 1999-09-30 2001-04-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenne a montage en surface et dispositif de communication avec antenne a montage en surface
WO2002043182A1 (de) * 2000-11-24 2002-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Pifa-antennenvorrichtung für mobile kommunikationsendgeräte
FI113215B (fi) * 2001-05-17 2004-03-15 Filtronic Lk Oy Monikaista-antenni
FI115343B (fi) * 2001-10-22 2005-04-15 Filtronic Lk Oy Sisäinen monikaista-antenni
GB0209818D0 (en) 2002-04-30 2002-06-05 Koninkl Philips Electronics Nv Antenna arrangement
US6741214B1 (en) * 2002-11-06 2004-05-25 Centurion Wireless Technologies, Inc. Planar Inverted-F-Antenna (PIFA) having a slotted radiating element providing global cellular and GPS-bluetooth frequency response
TW547787U (en) * 2002-11-08 2003-08-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Multi-band antenna
TW549620U (en) * 2002-11-13 2003-08-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Multi-band antenna

Also Published As

Publication number Publication date
US7352326B2 (en) 2008-04-01
WO2005043674A1 (en) 2005-05-12
EP1678784A1 (en) 2006-07-12
FI20031584A (fi) 2005-05-01
CN1875518A (zh) 2006-12-06
CN1875518B (zh) 2010-04-21
US20070132641A1 (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120607B (fi) Monikaistainen tasoantenni
US6759989B2 (en) Internal multiband antenna
US6911945B2 (en) Multi-band planar antenna
FI120606B (fi) Sisäinen monikaista-antenni
US6963308B2 (en) Multiband antenna
US7663551B2 (en) Multiband antenna apparatus and methods
US6195048B1 (en) Multifrequency inverted F-type antenna
KR100530667B1 (ko) 이동통신단말기용 내장 안테나
KR100724300B1 (ko) 하프 루프 안테나
FI113217B (fi) Kaksitoiminen antenni ja radiolaite
US6727857B2 (en) Multiband antenna
EP1401050A1 (en) Internal antenna
US20010007445A1 (en) Method for coupling a signal and an antenna structure
US20090174604A1 (en) Internal Multiband Antenna and Methods
US20130038494A1 (en) Adjustable antenna apparatus and methods
EP1096602A1 (en) Planar antenna
WO2011101534A1 (en) Antenna provided with cover radiator
US6614399B2 (en) Multi-band compact tunable directional antenna for wireless communication devices
US20120188141A1 (en) Miltiresonance antenna and methods
KR101379123B1 (ko) 광대역 단일 공진 안테나
KR100730481B1 (ko) 다중 대역 루프 안테나 및 그 공진 주파수 조정 방법
US20050088363A1 (en) Multi-frequency band antenna and methods of tuning and manufacture

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

FG Patent granted

Ref document number: 120607

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed