FI98165C - Kaksitoiminen antenni - Google Patents

Description

98165

Kaksitoiminen antenni - Dubbelverkande antenn

Keksintö koskee ympäiisäteilevää antennirakennetta, joka on tarkoitettu radiotaa-5 juuksille ja joka on työnnettävissä osittain radiolaitteen kotelon sisään tilan säästämiseksi ja joka toimii antennina sekä sisääntyönnettynä että ulosvedettynä.

Kannettavien tiedonsiirtolaitteiden kehitys on johtanut siihen, että radiotaajuuksilla toimivat lähetin/vastaanotinlaitteet, kuten matkapuhelimet, pyritään tekemään yhä 10 pienemmiksi ja kevyemmiksi. Tämä asettaa suuria vaatimuksia antennirakenteille, koska käyttäjä edellyttää, ettei antenni lisää merkittävästi muuten pienikokoisen radiolaitteen ulkomittoja etenkään silloin, kun laite ei ole käytössä vaan sitä kuljetetaan esimerkiksi taskussa tai salkussa. Toisaalta tietoliikenneyhteyden sujuvuus ja luotettavuus edellyttää antennilta hyviä sähköisiä ominaisuuksia, ja myös kuljetusa-15 sennossa olevan matkaviestimen tulee pystyä vastaanottamaan tukiaseman lähettämiä kutsuviestejä. Tarkemmat tiedot viesteistä ja tehotasoista, joita antennin tulee lähettää ja vastaanottaa, sisältyvät kunkin tiedonsiirtojärjestelmän spesifikaatioihin, joista esimerkkinä mainitaan GSM-jäqestelmän määrittely julkaisussa "M.R.L. Hodges, The GSM radio interface, British Telecom Technological Journal", Voi. 8, 20 No 1, 1990, s. 31-43.

Seuraavassa tarkastellaan radiolaitteena esimerkinomaisesti matkapuhelinta, mutta tarkastelu pätee yleisemminkin lähetin/vastaanotinlaitteisiin, joille esitetään sekä koko- että toiminnallisuusvaatimuksia. Yleinen ratkaisu on tehdä matkapuhelimeen kak-25 sitoiminen antenni, joka on kuljetus- ja säilytysasennossaan työnnettynä suurimmaksi osaksi puhelimen kotelon sisään ja jonka käyttäjä voi vetää tarvittaessa ulos. Näistä kahdesta asennosta käytetään nimityksiä passiivinen asentoja aktiivinen asento. Antenni on rakennettu siten, että myös passiivisessa asennossa puhelimen kotelon ulkopuolelle jää toiminnallinen antenniosa, jonka välityksellä puhelin kykenee vastaan-30 ottamaan kutsuviestejä. Antennin sähköinen suorituskyky on kuitenkin aktiivisessa asennossa huomattavasti parempi, joten onnistunutta puhelinyhteyttä varten käyttäjän on tarkoitus vetää antenni aktiiviseen asentoon aloittaessaan puhelun.

Eräs kaksitoiminen antenniratkaisu on esitetty patentissa US-5 204 687. Siinä kaksi-35 toiminen antenni muodostuu kuvien la ja Ib mukaisesti kahdesta johtavasta anten-nielementistä, jotka ovat pitkänomaisessa antennirakenteessa peräkkäin ilman keskinäistä sähköä johtavaa yhteyttä. Antennin huipussa on lieriökelaksi kierretty johdin eli ns. heliksiosa 1, joka on antennin pituussuunnassa oleellisesti lyhyempi kuin an- . 98165 2 tennin vartena toimiva suora johdin, ns. piiskaosa 2. Antennin ollessa aktiivisessa asennossa (kuva la) puhelimen lähetin/vastaanotmyksikkö kytkeytyy liukukytken-nän 3 välityksellä sen alapäähän ja käyttää antennina yksinomaan piiskaosaa. Passiivisessa asennossa (kuva Ib) piiskaosa 2 on kokonaan työntyneenä puhelimen ko-5 telon 4 sisään ja lähetin/vastaanotinyksikkö kytkeytyy antennin "kaulan" kautta he- liksiosaan 1. Sovituspiiri 9 sovittaa kulloisenkin antennin impedanssin vastaamaan radiolaitteen antenniportin 11 impedanssia. Jäijestelyn haittapuolena on se, että koska piiska-ja heliksiosa eivät ole sähköisessä yhteydessä keskenään, toisen ollessa käytössä toinen on tavallaan turha. Tällaisella jäijestelyllä ei päästä kovin suureen 10 tilansäästöön.

Eräs jo pitkään matkaradioissa käytetty antenniratkaisu on teleskooppiantenni, joka koostuu sisäkkäisistä lieriömäisistä elementeistä, jotka liukuvat toistensa suhteen. Teleskooppirakenne on kallis ja suhteellisen vaikea valmistaa ja se kestää huonosti 15 mekaanisia rasituksia, joten se ei ole saavuttanut laajaa suosiota matkapuhelimissa.

Patenttijulkaisussa WO-92/16980 on esitetty kuvien 2a ja 2b mukainen kaksitoimi-nen antenniratkaisu, joka koostuu julkaisussa US-5 204 687 esitetyn antennin tavoin peräkkäisistä Heliksi- 1 ja piiskaosista 2, jotka on tässä tapauksessa liitetty sähköä 20 johtavalla liitoksella toisiinsa. Keksinnön ajatus on mitoittaa piiskaosa 2 ja sen si-sääntyöntökotelo 5 siten, että passiivisessa asennossa (kuva 2b) piiskaosa näkyy he-liksiosaan päin hyvin suurena impedanssina eikä vaikuta heliksiosan toimintaan antennina. Väärin mitoitettu piiskaosa aiheuttaisi sisääntyönnettynä signaaliin ei-toi-vottuja heijastuksia tai turhaa vaimennusta. Julkaisun WO-92/16980 rakenteessa 25 piiskaosa 2 mitoitetaan edullisesti aallonpituuden puolikkaan pituiseksi. Puolet aallonpituudesta on 450 MHz:n taajuudella noin 30 cm ja 900 MHz:n taajuudella noin 15 cm, joten julkaisun WO-92/16980 mukainen puolen aallonpituuden mittainen piiskaosa on vielä varsin pitkä nykyaikaisia matkapuhelimia ajatellen. On selvää, että antennirakenteissa tulee pyrkiä vielä lyhyempiin ratkaisuihin.

30

Edellä esitetyissä kaksitoimisissa antennirakenteissa on mainittujen haittapuolien lisäksi ongelmana se, että jos antenni ei ole kummassakaan ääriasennossa, radiolaitteen lähetin/vastaanotinpiirin antenniporttiin ei ole kytketty mitään säteilevää elementtiä. Jos antennirakenteen suunnittelussa ei ole varauduttu tällaiseen tilanteeseen, antenni-35 portti näkyy lähetin/vastaanotinpiiriin päin avoimena päätteenä, jolloin valtaosa lähettimen tehosta heijastuu antenniportista takaisin lähetin/vastaanotinpiiriin.

3 98165

Viimeksi mainittuun ongelmaan tunnetaan julkaisuista WO-94/10720 (kuvat 3a ja 3b) ja US 4 868 576 (kuvat 4a ja 4b) ratkaisu, jossa vain yksi antennielementti 2 on liikutettavissa ja toinen antennielementti, esitetyissä ratkaisuissa heliksielementti 1, on kiinnitetty radiolaitteen runkoon 4 ja kytketty kiinteästi sovituspiirin 9 välityksel-5 lä lähetin/vastaanotinpiirin antenniporttiin 11. Kun liikutettava antennielementti 2 on sisääntyönnettynä eli passiivisessa asennossa, antennina käytetään yksinomaan kiinteää antennielementtiä 1. Aktiivisessa asennossa liikutettava antennielementti 2 kytkeytyy käyttöön joko sähkömagneettisesti kuten julkaisussa US 4 868 576 (kuva 4b) tai liukukytkennän 3 välityksellä galvaanisesti kuten julkaisussa WO-94/10720 10 (kuva 3b), jossa molemmat antennielementit kytkeytyvät rinnan sovituspiirin 9 välityksellä antenniporttiin 11. Näissäkin antennijärjestelyissä liikutettavasta antenniele-mentistä 2 täytyy riittävän sähköisen suorituskyvyn varmistamiseksi tehdä puolen aallonpituuden mittainen, mikä edellä todettiin nykyaikaisen matkapuhelimen kannalta epäkäytännölliseksi.

15 Tämän keksinnön tavoitteena on esittää antennirakenne, joka toimii sisääntyönnettynä, osaksi ulosvedettynä ja kokonaan ulosvedettynä tiedonsiirtojärjestelmän, edullisesti matkapuhelinjärjestelmän, edellyttämällä tavalla ja joka on hyvin pienikokoinen. Rakenteen tulee olla yksinkertainen valmistaa ja sen tulee soveltua valmistus-20 kustannuksiensa puolesta matkaviestimien sarjatuotantoon.

Tavoite saavutetaan antennijäijestelyllä, joka käsittää ensimmäisen antenniosan, edullisesti heliksiosan, ja toisen antenniosan, edullisesti piiskaosan, joista ensimmäinen antenniosa on kiinteästi kytketty radiolaitteen antenniporttiin ja toinen antenni-25 osa liikkuu ensimmäisen antenniosan suhteen kahden ääriasennon välillä, joista toisessa se muodostaa sarjakytkennän ensimmäisen osan kanssa.

Keksinnön mukaiselle antennirakenteelle on tunnusomaista, että toinen antenniosa on liikutettavissa ensimmäisen antenniosan suhteen asentoon, jossa se kytkeytyy 30 ensimmäiseen antenniosaan kohdassa, joka on ensimmäisen antenniosan ensimmäisen ja toisen pään välillä, ja muodostaa ainakin ensimmäisen antenniosan sen osuuden kanssa, joka on mainitun kohdan ja mainitun ensimmäisen pään välillä, radiolaitteen antenniporttiin kytkeytyvän sarjakytkennän.

35 Keksintö perustuu oivallukseen kytkeä aktiivisessa asennossa antennin toinen osa ensimmäisen osan jatkeeksi, jolloin ne muodostavat sarjakytkennän. Ensimmäinen osa on edullisesti lieriökelaksi kierretty johdin eli heliksiantenni ja toinen osa on edullisesti suora johdin eli piiska-antenni. Sarjaan kytkettyinä ne muodostavat in- 4 98165 duktanssilla (kelalla) lyhennetyn piiska-antennin, joka on antennirakenteen pituus-akselin suunnassa lyhyempi kuin sähköiseltä pituudeltaan vastaava suora piiska-antenni. Heliksiantennia tai sen osaa, joka on kytkettynä antenniportin ja piiska-antennin väliin, voidaan tällaisessa jäljestetyssä nimittää lyhennyskelaksi. Kun liikutelta-5 va piiska-antenni on passiivisessa asennossa tai ääriasentojen välillä, antennina käytetään yksinomaan heliksiantennia.

Keksintöä kuvataan nyt tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 10 kuva la esittää patentista US-5 204 687 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta antenni ulosvedettynä, kuva Ib esittää patentista US-5 204 687 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta antenni sisääntyönnettynä, kuva 2a esittää patenttijulkaisusta WO-92/16980 tunnettua kaksitoimista antenni-15 rakennetta antenni ulosvedettynä, kuva 2b esittää patenttijulkaisusta WO-92/16980 tunnettua kaksitoimista antenni-rakennetta antenni sisääntyönnettynä, kuva 3a esittää patenttijulkaisusta WO-94/10720 tunnettua kaksitoimista antenni-rakennetta antenni sisääntyönnettynä, 20 kuva 3b esittää patenttijulkaisusta WO-94/10720 tunnettua kaksitoimista antenni-rakennetta antenni ulosvedettynä, kuva 4a esittää patentista US-4 868 576 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta antenni sisääntyönnettynä, kuva 4b esittää patentista US-4 868 576 tunnettua kaksitoimista antennirakennetta 25 antenni ulosvedettynä, kuva 5 esittää keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä suoritusmuotoa antenni sisääntyönnettynä ja antenni ulosvedettynä, kuva 6 esittää keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä toista suoritusmuotoa antenni sisääntyönnettynä ja antenni ulosvedettynä, 30 kuva 7 esittää keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä kolmatta suoritusmuotoa antenni sisääntyönnettynä ja antenni ulosvedettynä, kuva 8 esittää keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä neljättä suoritusmuotoa antenni sisääntyönnettynä ja antenni ulosvedettynä, ja kuva 9 esittää keksinnön mukaisen antennirakenteen erästä viidettä suoritusmuo-35 toa antenni sisääntyönnettynä ja antenni ulosvedettynä.

Kuvissa 5 - 9 on esitetty keksinnön mukainen kaksitoiminen antennirakenne, joka käsittää heliksiosan 1 ja piiskaosan 2. Heliksiosa 1 on galvaanisessa yhteydessä ra- 5 98165 dioviestinlaitteen lähetin/vastaanotmosan antenniporttiin tai antenni-impedanssin sovi tuspiiriin (ei esitetty kuvissa) johtavaa materiaalia olevan liitinosan 12 välityksellä, joka myös liittää antennirakenteen mekaanisesti radioviestinlaitteeseen (ei esitetty kuvissa). Heliksiosan 1 ympärillä on elastisesta materiaalista valmistettu suoja-5 kuori 13, joka suojaa heliksiosaa 1 ja senja liitinosan 12 liitoskohtaa. Sekä liitin-osassa 12 että suojakuoressa 13 on keskellä rakenteen symmetria-akselin suuntainen reikä, jossa piiskaosaa 2 voidaan liikutella symmetria-akselin suunnassa.

Kuvien 5 ja 6 esittämissä suoritusmuodoissa lieriökelajohdin, joka muodostaa helik-10 siosan 1, on kierretty eri kohdistaan eri tavoin. Alimmat kierrokset on kierretty pienellä nousukulmalla, jolloin ne muodostavat tiheän tukikierteen Id tukevan liitoksen muodostamiseksi heliksiosan 1 ja liitinosan 12 välille. Koska galvaaninen kontakti liitinosan 12 ja tukikierteen Id välillä oikosulkee nämä kierrokset, ne eivät kuulu varsinaiseen säteilevään heliksielementtiin, joka koostuu kuvien 5 ja 6 suoritusmuo-15 doissa kolmesta osuudesta la, Ib ja le. Alin osuus la on kierretty harvahkosti suurella nousukulmalla. Sen yläpuolella on halkaisijaltaan ja nousukulmaltaan pienempi osuus le, jota nimitetään seuraavassa kytkentäkierteeksi ja jonka välityksellä helik-siosa 1 kytkeytyy ulosvedettyyn piiskaosaan 2. Ylin osuus Ib on halkaisijaltaan yhtä suuri kuin alin osuus la, mutta nousukulmaltaan tiheämpi. Nousukulmaan heliksi-20 osan eri osissa palataan jäljempänä.

Piiskaosa 2 käsittää johtavasta materiaalista valmistetun säteilevän piiskaelemen-tin 2a ja sitä peittävän dielektrisen suojamateriaalin 2b, joka on edullisesti muotoiltu yläpäästään leveämmäksi hyvän otteen saamista varten. Kuvan 5 suoritusmuodossa 25 piiskaelementin 2a alapäässä on johtavasta materiaalista valmistettu holkkimainen levennys 2c, joka muodostaa galvaanisen kontaktin piiskaelementin 2a alapään ja heliksiosan kytkentäkierteen le välille, kun piiskaosa 2 on vedettynä niin ulos, että mainittu levennys 2c koskettaa kytkentäkierteeseen le. Kuvan 6 suoritusmuodossa piiskaosan dielektrinen suojamateriaali 2b on muotoiltu alapäästään paksummaksi, 30 jotta piiskaosaa 2 ei voi vetää kokonaan kytkentäkierteen le läpi. Tässä suoritusmuodossa kytkentä piiskaelementin 2a alapään ja kytkentäkierteen le välillä tapahtuu sähkömagneettisen kentän välityksellä.

Passiivisessa asennossa piiskaosa 2 on työnnettynä ala-asentoonsa eli suurimmaksi 35 osaksi radiolaitteen ulkokuoren (ei esitetty kuvissa) sisään. Sen dielektrisestä materiaalista valmistettu suojakuori 2b on yläpäästään edullisesti hiukan pitempi kuin sen sisällä oleva johtavasta materiaalista valmistettu piiskaelementti 2a, jolloin passiivisessa asennossa johtava piiskaelementti 2a on kokonaan työntyneenä radiolait- 6 98165 teen sisään ja säteilevän heliksielementin la - le sisällä on vain dielektristä materiaalia. Tämä on antennitoiminnan kannalta edullista, koska säteilevän heliksielementin sisällä eli sen ylimmän ja alimman kierroksen välisellä alueella oleva johtava materiaali vaikuttaisi haitallisesti heliksiantennin sähköiseen suorituskykyyn. Koska 5 heliksiosa 1 on tukikierteen Id ja liitinosan 12 välityksellä kytkeytyneenä radiolaitteen antenniporttiin (ei esitetty kuvissa), se toimii passiivisessa asennossa radiolaitteen antennina.

Käyttäjä voi vetää piiskaosan 2 suurimmaksi osaksi radiolaitteen ulkokuoren (ei 10 esitetty) ulkopuolelle, jolloin johtava piiskaelementti 2a kytkeytyy alapäästään edellä esitetyllä tavalla galvaanisesti tai sähkömagneettisen kentän välityksellä heliksi-osan 1 kytkentäkierteeseen le. Tällöin radiolaitteen säteilevä antenni muodostuu heliksielementin alimmasta osuudesta lajapiiskaelementistä 2a, jotka ovat saija-kytkennässä. Järjestelyä voidaan kuvata sanomalla, että aktiivisessa asennossa 15 piiskaelementti 2a korvaa heliksielementin ylimmän osan Ib. Tästä asennosta, jossa piiskaelementti 2a osallistuu antennitoimintaan säteilemällä RF-tehoa, käytetään nimitystä aktiivinen asento samaan tapaan kuin edellä.

Kuvien 5 ja 6 esittämissä suoritusmuodoissa heliksiosan 1 mitoitus määräytyy siitä, 20 että passiivisessa asennossa säteilevän heliksielementin la - le tulee olla sähköiseltä pituudeltaan käytettävän aallonpituuden murto-osa, esimerkiksi λ/4, 3λ/8 tai λ/2. Piiskaelementti 2a tehdään edullisesti aallonpituuden neljänneksen pituiseksi. Jotta radiolaitteeseen kuuluva antenni-impedanssin sovituspiiri (ei esitetty kuvissa) toimisi oikein sekä aktiivisessa että passiivisessa asennossa, säteilevän antennin tulee 25 olla sähköiseltä pituudeltaan sama kummassakin asennossa. Tämä edellyttää, että se osa heliksielementistä 1, jonka piiskaelementti 2a aktiivisessa asennossa korvaa (kuvissa 5 ja 6 ylin osa Ib), on sähköisesti yhtä pitkä kuin piiskaelementti 2a. Kun piiskaelementti 2a korvaa heliksielementin ylimmän osuuden Ib, toimivan antennin sähköinen pituus pysyy samana.

30

On myös mahdollista mitoittaa heliksiosan osuudet la - le ja piiskaelementti 2a siten, että aktiivisessa asennossa heliksielementin ja piiskaelementin sarjakytkentänä muodostuvan antennin sähköinen pituus on suurempi kuin pelkän säteilevän helik-sielementin la - le sähköinen pituus passiivisessa asennossa. Tämä tehdään piden-35 tämällä piiskaelementtiä ja/tai muodostamalla mainittu kytkentäkierre le aivan heliksiosan 1 yläosaan. Jos piiskaelementin 2a pituus pidetään X/4:nä, heliksielementti la - le tehdään λ/4:η tai 3λ/8:η pituiseksi ja kytkentäkierre le muodostetaan heliksiosan yläosaan, antennin sähköinen pituus on aktiivisessa asennossa vastaavasti λ/2 7 98165 tai 5λ/8. Jotta antenni-impedanssin sovitus toimisi oikein, radiolaitteeseen on tehtävä aktiivista ja passiivista asentoa varten kaksi antenni-impedanssin sovituspiiriä (ei esitetty kuvissa), joista valitaan kulloinkin oikea esimerkiksi erillisellä kytkimellä (ei esitetty kuvissa).

5

Kuvien 7 ja 8 esittämissä suoritusmuodoissa heliksiosa 1 on muotoiltu siten, että sen alaosassa on samanlainen tukikierre Id kuin edellä on esitetty, mutta varsinainen säteilevä heliksielementti le on halkaisijaltaan kapeneva ja nousultaan tihenevä kar-tiomainen kierrejohdin. Piiskaosan 2 alapäässä on kartiomainen levennys 2e, joka 10 voi olla kokonaan johtavaa materiaalia kuten kuvassa 7 tai päällystetty dielektrisellä materiaalilla kuten kuvassa 8. Levennyskartion 2e muotoja koko vastaavat kartio-maisen heliksiosan le sisäosan muotoa ja kokoa sen yläpäässä. Antennirakenne on kytkettynä radiolaitteen antenniporttiin (ei esitetty kuvissa) heliksiosan tukikierteen Id ja liitinosan 12 välityksellä samalla tavoin kuin edellä. Piiskaosan 2 ollessa si-15 sääntyönnettynä heliksielementti le toimii radiolaitteen antennina. Kun käyttäjä vetää piiskaosan 2 aktiiviseen asentoon, sen alapäässä oleva kartiomainen levennys 2e asettuu kartiomaisen heliksielementin le ylimpiä kierteitä vasten sisäpuolelta oiko-sulkien ne joko galvaanisesti (kuva 7) tai sähkömagneettisen kentän välityksellä (kuva 8). Tällöin radiolaitteen antennina toimii heliksielementin le oikosulkematto-20 mien kierteiden lf ja piiskaelementin 2a muodostama sarjakytkentä.

Kuvien 7 ja 8 suoritusmuodoissa heliksi- 1 ja piiskaelementin 2a mitoitus noudattaa samoja periaatteita, joita edellä esitettyjen suoritusmuotojen yhteydessä on selostettu. Jos radiolaitteessa on vain yksi antenni-impedanssin sovituspiiri (ei esitetty ku-25 vissa), jonka halutaan toimivan optimaalisesti sekä aktiivisessa että passiivisessa asennossa, heliksielementin le sähköinen kokonaispituus on oltava sama kuin sen oikosulkemattomien kierteiden lf ja piiskaelementin 2a yhteenlaskettu pituus aktiivisessa asennossa. Jos sovituspiirejä on kaksi, antennin sähköinen pituus voi vaihtua aktiivisen ja passiivisen asennon välillä.

30

Kuvassa 9 on esitetty keksinnön eräs suoritusmuoto, jossa heliksiosan 1 muotoilu poikkeaa edellä esitetyistä suoritusmuodoista. Tukikierreosuus Id ja kytkentä senja liitinosan 12 välityksellä antenniporttiin (ei esitetty kuvassa) on samanlainen kuin edellä, mutta säteilevän heliksielementin lg halkaisija on vakio koko sen pituudelta. 35 Heliksielementin 1 sisäpuolella on sähköäjohtava kappale 14, joka jakaa heliksielementin lg ylempään lh ja alempaan li osuuteen ja kytkee heliksielementin alemman osuuden li ja piiskaelementin 2a aktiivisessa asennossa sarjaan samalla tavoin kuin kuvien 5 ja 6 suoritusmuodoissa esitetty kytkentäkierre le. Passiivisessa asennossa 8 98165 piiskaosa 2 on jälleen sisääntyönnettynä ja heliksielementti lg toimii radiolaitteen antennina. Aktiivisessa asennossa piiskaosan 2 alapään kytkentälevennys tai -holkki 2f on kosketuksissa mainitun johtavan kappaleen kanssa, jolloin antennina toimii heliksielementin alemman osuuden li ja piiskaelementin 2a muodostama saijakyt-5 kentä. Mitoitukseen pätevät samat tarkastelut, jotka on esitetty edellisten suoritusmuotojen yhteydessä.

Yleisesti, mikäli keksinnön mukaisella antennirakenteella toteutetaan kaksitoiminen antenni, jonka sähköisen pituuden halutaan olevan aktiivisessa ja passiivisessa asen-10 nossa sama, piiskaosan 2 on korvattava aktiivisessa asennossa oman sähköisen pituutensa kokoinen osa heliksiosasta 1. Edellä esitettyjen mitoitusesimerkkien (piis-kaelementti λ/4; heliksielementti λ/4, 3λ/8 tai λ/2) valossa se tarkoittaa, että sen kohdan, jossa piiskaosan 2 alapää kytkeytyy heliksiosaan 1, yläpuolella on oltava sähköisesti pitempi tai korkeintaan yhtä pitkä osuus heliksiosasta kuin alapuolella.

15 Tämä vaatimus täytetään edullisesti kiertämällä heliksiosan yläosa tiheämmin eli pienemmällä nousukulmalla kuin alaosa. Jos haluttu sähköisen pituuden jakauma saavutetaan näin tihentämällä, heliksikierteen halkaisija voi kasvaa, pysyä samana tai pienentyä heliksiosan yläpäätä kohti. Jos heliksikierteen nousukulma halutaan pitää vakiona koko heliksiosan pituudelta, vaatimus sähköisen pituuden jakaumasta 20 voidaan täyttää kasvattamalla heliksikierteen halkaisijaa sen yläpäätä kohti. Muussa tapauksessa keksinnön mukaisella rakenteella voidaan toteuttaa vain sellainen kaksitoiminen antenni, jonka aktiivista ja passiivista asentoa varten on oltava erilliset antenni-impedanssin sovituspiirit.

25 Keksinnön mukainen antennirakenne on pienikokoinen ja sillä on hyvä sähköinen suorituskyky. Radiolaitteen antenniporttiin on jatkuvasti kytkettynä jokin säteilevä elementti, jolloin ei ole vaaraa lähetyssignaalin heijastumisesta takaisin lähetin/vas-taanotinpiiriin. Kaikki antennirakenteen osat soveltuvat massatuotantoon eikä niille tarvitse asettaa tiukkoja toleranssivaatimuksia, jolloin valmistuskustannukset pysy-30 vät kohtuullisina.

Esitetyt suoritusmuodot on tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön mukaisen antennirakenteen teknistä toteutusta eikä keksintö rajoitu niihin, vaan patenttivaatimuksissa esitetyn tunnusmerkistön pohjalta alan ammattimiehen on mahdollista to-35 teuttaa myös muita suoritusmuotoja. Esillä oleva keksintö ei rajoitu mihinkään tiettyyn sovellukseen vaan sitä voidaan käyttää antenneissa erilaisissa sovelluksissa ja eri taajuuksilla, edullisesti radiotaajuuksilla, kuten UHF ja VHF. Rakenne on edullisesti käytettävissä matkapuhelinantenneihin.

Claims (12)

98165

1. Antennirakenne radioviestinlaitetta varten, joka radioviestinlaite käsittää an-tenniportin antenniin kytkeytymiseksi, joka antennirakenne käsittää ensimmäisen antenniosan (1), joka käsittää ensimmäisen pään ja toisen pään ja on kierretty ke-5 läksi, ja toisen antenniosan (2a), joista ensimmäinen antenniosa (1) on kytketty ensimmäisestä päästään mainittuun antenniporttiin ja toinen antenniosa (2a) on liikutettavissa mainitun ensimmäisen antenniosan (1) suhteen, tunnettu siitä, että mainittu toinen antenniosa (2a) on liikutettavissa mainitun ensimmäisen antenniosan (1) suhteen asentoon, jossa se kytkeytyy mainittuun ensimmäiseen antenni o s aan koh-10 dassa, joka on mainittujen ensimmäisen ja toisen pään välillä, ja muodostaa ainakin mainitun ensimmäisen antenniosan (1) sen osuuden kanssa, joka on mainitun kohdan ja mainitun ensimmäisen pään välillä, mainittuun antenniporttiin kytkeytyvän sarjakytkennän.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainitun sarjakytkennän sähköinen pituus on yhtä suuri kuin mainitun ensimmäisen antenni-osan (1) sähköinen pituus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainitun 20 sarjakytkennän sähköinen pituus on suurempi kuin mainitun ensimmäisen antenni- osan (1) sähköinen pituus.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen antenniosa (1) on lieriökelajohdin ja sen keskiosassa on 25 osuus, jonka halkaisija on muuta lieriökelajohdinta pienempi muodostaen kytkentä-kierteen (le), jonka välityksellä mainittu toinen antenniosa (2a) kytkeytyy mainitun sarjakytkennän muodostamiseksi mainittuun lieriökelajohtimeen (1).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainitun 30 lieriökelajohtimen (1) keskiosassa on sähköäjohtava liitoskappale (14), jonka välityksellä mainittu toinen antenniosa (2a) kytkeytyy mainitun saijakytkennän muodostamiseksi mainittuun lieriökelajohtimeen (1).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että 35 mainittu ensimmäinen antenniosa (1) on kartiokelajohdin muodostaen heliksianten- nin, jonka halkaisija pienenee mainittuun antenniporttiin kytkeytyvästä kohdasta poispäin. 98165

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainitun kierretyn johtimen (1) nousukulma pienenee mainittuun antenniport-tiin kytkeytyvästä kohdasta poispäin.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainitun kierretyn johtimen (1) nousukulma on vakio ja halkaisija kasvaa mainittuun antenniporttiin kytkeytyvästä kohdasta poispäin.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, 10 että mainitun lieiiökelajohtimen (1) nousukulma kasvaa mainittuun antenniporttiin kytkeytyvästä kohdasta poispäin.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainittu toinen antenniosa (2a) on suora johdin muodostaen piiska-antennin. 15

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainittu suora johdin (2a) kytkeytyy galvaanisesti mainitun sarjakytkennän muodostamiseksi mainittuun ensimmäiseen antenniosaan (1).

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen antennirakenne, tunnettu siitä, että mainittu suora johdin (2a) kytkeytyy sähkömagneettisen kentän välityksellä mainitun sarjakytkennän muodostamiseksi mainittuun ensimmäiseen antenniosaan (1). 98165