FI99220C - Antenni, erityisesti matkapuhelinantenni, ja menetelmä antennin valmistamiseksi - Google Patents

Description

- 99220

Antenni, erityisesti matkapuhelinantenni, ja menetelmä antennin valmistamiseksi 5 Keksinnön kohteena on antenni, erityisesti matkapuhelinantenni, sekä menetelmä antennin valmistamiseksi, sellaisina kuin ne on määritelty patenttivaatimusten 1 ja 10 johdanto-osissa.

Keksinnön kohteena oleva antenni on helix-antenni eli kierukka-antenni. Käytämme 10 siitä seuraavassa ammattiterminä yleisesti käytettyä "heliksiantenni"-termiä. Helik-siantenni on yleisesti tunnettu antennirakenne. Heliksiantenni koostuu heliksistä, jossa on keskelle ja alaspäin taivutettu lyhyt jalkaosa, ja liittimestä, joka on yhdistetty heliksin jalkaosaan esimerkiksi juottamalla. Heliksin ja liittimen välinen liitos on suunnilleen antennirakenteen puolivälissä. Rakenne on siten herkkä taivutuksille, 15 iskuille ja muille mekaanisille rasituksille. Antennin sisäosa voidaan tukea muodostamalla heliksin sisäpuolelle sitä tukeva tukiosa. Tunnettu heliksiantenni valmistetaan ruiskupuristamalla sen sisä-ja ulko-osat erikseen joko samasta tai eri materiaaleista. Heliksiosa on peitetty' esimerkiksi ruiskupuristamalla aikaansaadulla ulkokuorella tai päälle liimatulla kumisukalla, jonka liitoskohta on liittimen yläosassa.

2U Valmistus käsittää useita työvaiheita ja erityisen herkkiä työvaiheita ovat liittimen ja heliksin juottaminen ja kumisukan liimaus.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada antennirakenne ja sen valmistusmenetelmä, jossa oleellisesti samassa työvaiheessa valmistetaan sekä antennin tuki-'25 runko että antennin liitinosa, joka menetelmä on yksinkertainen, edullinen ja nopea, ja jonka menetelmän mukaan valmistettu antenni on mekaanisesti kestävä ja matkapuhelimiin sopiva.

Tämä on aikaansaatu keksinnön mukaisella antennilla ja sen valmistamiseksi keksine tyllä menetelmällä, joiden pääasiallisimmat tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimusten 1 ja 12 tunnusmerkkiosissa.

Keksinnön mukainen antenni käsittää heliksin, jossa on keskelle ja suoraan alaspäin taivutettu jalkaosa, jäykkää ja kestävää materiaalia olevan, yhdistetyn tuki-ja liiti-35 nosan, ja heliksin jalkaan yhdistetyn sähköä johtavan elimen sähköisen kontaktin saamiseksi antennille. Antenni on peitetty elastisella suojamateriaalilla.

2 99220

Yhdistetty tuki-ja liitinosa valmistetaan kestävästä ja tukevasta materiaalista, sopi-vimmin muovista, edullisesti ruiskupuristamalla samanaikaisesti heliksin ympäri ja jalkaosan ympäri. Täten muodostetaan samassa työvaiheessa sekä heliksin tuki että antennin liitin. Tukija liitin ovat edullisesti yhtä ja samaa kappaletta, tuki-ja liitin- 5 osa.

Antennin liittimen vastakappaleesta riippuen liitetään tuki- ja liitinosan alapään ympärille edullisesti sylinterimäinen holkki, jolla saadaan tarvittava sähköinen kontakti antennille. Holkki voidaan asettaa liitinosaan antennin runko-osan ruiskupuristuksen 10 jälkeen tai ruiskupuristuksen yhteydessä, jolloin se sijoitetaan muottiin ennen valua.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että voidaan samanaikaisesti samassa työvaiheessa valmistaa sekä antennin tuki että antennin liitin. Menetelmällä voidaan yksinkertaisesti valmistaa koaksiaalisia liitinosia, joissa on sisäjohdin, eriste ja 15 ulkovaippa, sekä tavallisia liitinosia, joissa on yksinkertainen "kuumakarva" sähköistä kontaktia varten. Menetelmä vähentää tarvittavien komponenttien ja työvaiheiden määrää.

Keksinnön mukaisen antennin suurena etuna on, että siinä herkkä liittimen ja he-20 Uksin välinen liitos on eliminoitu tai siirtynyt antennirakenteen alaosaan, jossa se ei joudu alttiiksi mekaaniselle rasitukselle, vääntymisille tai iskuille.

Keksinnön mukainen antenni ei rajoitu mihinkään tiettyyn sovellutukseen, vaan sitä voidaan käyttää antenneissa erilaisissa sovelluksissa ja eri taajuuksilla, edullisesti 25 radiotaajuuksilla, kuten UHF ja VHF. Antennirakenne sopii edullisesti matkapuhe-linantenneihin.

Seuraavassa selostetaan keksinnön mukaista antennia ja sen valmistusmenetelmää tarkemmin edullisten suoritusesimerkkien muodossa, oheisiin kuvioihin viittaamalla, 30 joissa:

Kuvio la kuvaa heliksiantennin kaksi vaihtoehtoista, tunnettua valmistusmenetelmää (prior art); kuvio Ib kuvaa keksinnön mukaisen heliksiantennin edullista valmistusmenetelmää; 35 kuvio 2 esittää kuvion Ib mukaisella menetelmällä valmistettua antennia pystyleik-kauksena; kuviot 3, 4, 5a, 5b ja 6 esittävät kuvion 2 mukaisen antennin muunnoksia pystyleik-kauksina; ja 3 99220 kuvio 7 esittää kuvion 1 mukaisen antennin valmistamiseksi käytettävien muottien sisäänsyöttöosat perspektiivikuvantona ja edestä nähtynä.

Vastavia osia on eri kuvioissa merkitty samoilla viitenumeroilla.

5

Kuviossa la on esitetty eräs tavanomainen tapa valmistaa heliksiantenni la. Ensin valmistetaan liitin 4a, vaihe I, ja heliksi 2a, vaihe Ila, erikseen. Seuravaksi, vaihe III, liitin ja heliksi liitetään toisiinsa esimerkiksi juottamalla. Liitos on oleellisesti an-tennirakenteen puolivälissä tai sen välittömässä läheisyydessä. Tämän jälkeen tue-10 taan heliksi tuella 4a, vaiheessa IV, ja heliksi koteloidaan ulkokuorella 6a, vaiheessa V. Vaihtoehtoisesti voidaan liitosvaiheen III jälkeen rakenteen päälle liimata erillinen kumisukka 6a, jonka liitoskohta on liittimen yläosassa, vaihe IV. Valmistusprosessi käsittää useita työvaiheita ja niistä erityisen herkkiä ovat liittimen 4a ja helik-sin 2a yhteenjuottaminen, vaihe III, ja kumisukan 6a liimaus, vaihe V.

15

Kuvassa Ib on esitetty keksinnön mukainen, yksinkertaistettu tapa valmistaa antenni. Lähdetään heliksistä 2, jossa on ensin keskelle ja sitten suoraan alaspäin taivutettu jalkaosa 3, joka vuorostaan jatkuu keskiviivan suunnassa suunnilleen samanpituisena kuin heliksiosa, vaihe A. Vaiheessa B valetaan heliksin ja heliksin jalkaosan 20 ympäri yhteinen tuki-ja liitinrakenne 4. Käytettävän valumuotin alapäähän on sovitettu yksinkertainen holkki 5, joka valussa yhdistyy tuki-ja liitinosan alapäähän. Vaiheessa C heliksi suojataan elastisella materiaalilla 6, mikä edullisesti tapahtuu ruiskuspuristamalla kuten vaihe B.

25 Näin on keksinnön mukaisesti samalla kertaa muodostettu sekä antennin tuki että tarvittava liitinosa muodostamalla yhteinen tuki-ja liitinosa 4, ja herkkä liittämis-vaihe, jossa heliksi ja liitin yhdistetään toisiinsa, on eliminoitunut. Antennit la ja la' ovat laadullisesti heikompia kuin keksinnön mukainen antenni 1, koska niissä on herkkä heliksin ja liitososan välinen liitos, joka puuttuu keksinnön mukaisesta an-30 tennistä.

Kuviossa 2 esitetty heliksiantenni 1 vastaa kuvioissa Ib esitettyä valmista antennia. Heliksin ympäri on valettu yhtä kappaletta oleva tuki-ja liitinosa 4. Yhdistetyn tukija liitinosan yläpuolinen tukiosa on merkitty viitenumerolla 7 ja se peittää sisäänsä 35 heliksin kierreosan 2. Tukiosan 7 halkaisija vastaa heliksin kierreosan ulkohalkaisi-jaa ja sen korkeus on vähän suurempi kuin kierreosan korkeus.

4 99220

Tukiosan 7 ja viitenumerolla 9 merkityn alapuolisen liitinosan välissä on läpimitaltaan suurempi ja korkeudeltaan matalampi tukirengas 8, joka lisää antennin mekaanista lujuutta. Alapuolisen liitinosan alapäässä on holkki 5, johon heliksin jalkaosa 3 on yhdistetty antamaan antennille sähköinen kontakti. Liitinosan 9 kehäpintaan on 5 muodostettu kierteet 10, joilla antenni kiinnitetään käyttöpaikkaansa.

Kuviossa 3 esitetty antenni eroaa kuvion 2 mukaisesta antennista vain siinä, että antennin mahdollisesti tarvittava kierreosuus on hoikissa 5 eikä liitinosassa 9.

Holkki on tämän takia vähän pidempi sylinterimäinen kappale, jonka yläreuna on 10 peittynyt suojakotelon 6 alle. Kierreosuus 10 on muodostettu hoikin kehäpintaan.

Kuvioissa 2 ja 3 esitetyissä antenneissa on yksinkertaisia, ns. "kuumakarva"-liitti-miä, joissa holkki 5 ja heliksin jalkaosa 3 ovat sähköisessä kontaktissa antenni-rakenteen alapäässä.

15

Kuvioissa 4, 5 ja 6 esitetyissä antenneissa on koaksiaaliliittimiä, joissa liittimen sisäjohtimen muodostaa heliksin jalkaosa 3, eristävän väliaineen muodostaa alapuolinen liitinosa 9, joka edullisesti on samaa ainetta kuin heliksi tukiosa 7, ja liittimen ulkovaipan muodostaa yksinkertainen holkki 5. Koaksiaaliliittimen uiko vaippa ja 20 sisäjohdin eivät ole sähköisessä kosketuksessa toisiinsa.

Kuvioiden 4, 5a ja 5b mukaiset antennit eroavat toisistaan vain kiinnitysvälineen suhteen. Kuvion 4 mukaisessa antennissa holkki 5 on varustettu kierreosuudella 10, kuvion 5a mukaisesta antennista erityinen kiinnity s väline puuttuu, ja kuvion 5b mu-25 kaisessa antennissa on ohut kehänsuuntainen ura 10'.

Kuviossa 6 esitetyssä antennissa on "kuumakarva"-liitin. Se eroaa kuviossa 2 esitetystä antennista vain sikäli, että yläpuolinen tukiosa 7' on muodostettu heliksin sisäpuolelle, jolloin tukiosan halkaisija vastaa heliksin sisähalkaisijaa. Tukiosan korkeus 30 on vähän suurempi kuin heliksin kierreosan korkeus.

Kuviossa 7 on esitetty ruiskupuristusmuotit, jolla keksinnön mukainen antennira-kenne voidaan valmistaa. Keskeltä halkeavan muotin puoliskoihin työstetään ruis-kupuristettava tila 20, joka samalla on muottiin asetettavan heliksin 2 pesä. Tilassa 35 20 on muodot sekä antennin tukiosalle 7 että liitinosalle 9, jotka ovat samaa pesää.

Heliksi lukitaan paikoilleen pesään sulkupinnan 26 alapuolella 23 puristamalla heliksin lanka muottipuoliskojen väliin tai käyttämällä erillistä, kuvioissa ei esitettyä li 5 99220 keemaa, johon heliksi kiinnitetään valun ajaksi. Viitenumeroilla 21 ja 22 on merkitty puristussuulakkeen paikka ja valukanava.

Lopullinen ulkomuotoja design annetaan valamalla edellä kuvatun heliksin tukiosan 5 päälle kerros elastista suojamateriaalia. Tähän tarvitaan erillinen muotti tai erillinen pesä, johon on työstetty tila ja muoto 25 antennin suojakoteloa 6 varten. Tässä vaiheessa sulkupinta 26 on ylempänä. Ensimmäisessä vaiheessa valettu tukiosa 7 lukitaan sulkupinnasta 26, jolloin muotin alaosaan 24 on tehty ohitukset antennin liitintä varten. Vaihtoehtoisesti voidaan jälleen käyttää ei esitettyä keemaa, johon 10 ensimmäisessä vaiheessa puristettu kappale lukitaan puristuksen ajaksi.

Edellä on esitetty eräs edullinen tapa valmistaa keksinnön mukaisia antenneja. Alan asiantuntijalle on kuitenkin ilmeistä, että valmistaminen voidaan suorittaa monella muulla vaihtoehtoisella tavalla.

Claims (18)

99220

1. Antenni (1), erityisesti matkapuhelinantenni, joka on muodostunut heliksistä (2) , heliksiä tukevasta tukiosasta (7), heliksiin yhdistetystä liittimestä (9) sekä he-liksiä ja tukiosaa ympäröivästä suojamateriaalikerroksesta (6), tunnettu siitä, että 5 heliksiä (2) tukeva tukiosa (7) on yhtä kappaletta (4) liittimen (9) kanssa, jonka tukija liitinosan (4) antennin käyttöasentoon nähden alapuolinen osa, liitinosa (9), ympäröi heliksin jalkaosaa (3) jalkaosan ollessa taivutettuna heliksin keskiviivaa päin ja jatkuessa keskiviivan suunnassa liitinosan (9) läpi, että tukiosa (7) on lähimpänä liitinosaa olevasta päästään laajennettu heliksin suurempiläpimittaiseksi tukiren-10 kaaksi (8), ja että liittimeen on yhdistetty sähköäjohtava elin (5) sähköisen kontaktin saamiseksi antennille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antenni, tunnettu siitä, että tuki-ja liitinosa (4) on kovaa lämmönkestävää pinnoitettavaa muovia, polymeerimateriaalia, keraa- 15 mimateriaalia tai muuta vastaavaa materiaalia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen antenni, tunnettu siitä, että sähköäjohtava elin on sylinterimäinen holkki (5).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen antenni, tunnettu siitä, että heliksin jalkaosa (3) on kosketuksessa hoikin (5) alapään kanssa, jolloin liitin (9) muodostaa yksinkertaisen "kuumakarva"-liittimen.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen antenni, tunnettu siitä, että liitin (9) muodos-25 taa koaksiaaliliittimen, jossa heliksin jalkaosa (3) muodostaa sisäjohtimen, tuki- ja liitinosan (4) materiaali on eristemateriaalia ja holkki (5) muodostaa ulkovaipan.

6. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen antenni, tunnettu siitä, että kiinnitysvälineet, esimerkiksi kierteet (10), antennin kiinnittämistä varten on 30 muodostettu liitinosaan (9), suojakalvon (6) alapuolelle.

7. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen antenni, tunnettu siitä, että kiinnitysvälineet, esimerkiksi kierteet (10), on muodostettu hoikkiin (5).

8. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen antenni, tunnettu sii tä, että tuki- ja liitinosan (4) yläpuolinen tukiosa (7) on sylinterimäinen kappale, jonka halkaisija vastaa heliksin (2) ulkohalkaisijaa ja joka ulottuu heliksin kierre-osan alareunasta ainakin tämän yläreunaan, sylinterimäisen kappaleen ympäröidessä 99220 heliksiä, ja että sylinterimäinen kappale jatkuu alaspäin läpimitaltaan suurempana ja korkeudeltaan matalampana sylinterimäisenä tukirenkaana (8), tuki-ja liitinosan alapuolisen liitinosan (9) ollessa läpimitaltaan pienempi sylinterimäinen kappale, joka ympäröi heliksin jalkaosaa (3). 5

9. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen antenni, tunnettu siitä, että tuki- ja liitinosan (4) yläpuolinen tukiosa (7) on sylinterimäinen kappale, jonka halkaisija vastaa heliksin sisähalkaisijaa ja joka ulottuu heliksin kierreosan alareunasta ainakin tämän yläreunaan, ja että sylinterimäinen kappale jatkuu alas- 10 päin läpimitaltaan suurempana ja korkeudeltaan matalampana sylinterimäisenä tukirenkaana (8), tuki-ja liitinosan alapuolisen liitinosan (9) ollessa edullisesti läpimitaltaan pienempi sylinterimäinen kappale, joka ympäröi heliksin jalkaosaa (3).

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen antenni, tunnettu siitä, että tuki-ja lii-15 tinosan (4) sylinterimäinen kappale on umpinainen tai ainakin osittain ontto.

11. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen antenni, tunnettu siitä, että sähköä johtavan elimen muodostaa pinnoite, joka on muodostettu tuki-ja liitinosan (4) alapäähän. 20

12. Menetelmä antennin, erityisesti matkapuhelinantennin, valmistamiseksi, jossa menetelmässä liitin (9) yhdistetään heliksiin (2), jota tukee tukiosa (7), ja heliksi (2) peitetään suojamateriaalikerroksella (6), tunnettu siitä, että heliksin (2) tukiosa (7) ja liitinosa (9) muodostetaan edullisesti ruiskuvalamalla yhtä kappaletta olevaksi 25 tuki-ja liitinosaksi (4), jonka antennin käyttöasentoon nähden alapuolinen osa, lii tinosa (9), ympäröi heliksin jalkaosaa (3), joka jalkaosa on taivutettu heliksin keskiviivaa päin ja jatkuu keskiviivan suunnassa liitinosan läpi, ja että tukiosan (7) lähimpänä liitinosaa olevaan päähän on muodostettu laajennettu tukirengas (8), sekä että liitinosaan yhdistetään sähköäjohtava elin (5), jolla aikaansaadaan sähköinen kon-30 takti antennille.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valussa käytettävä materiaali on kovaa, lämmönkestävää pinnoitettavaa muovia, polymeerimateriaalia, keraamimateriaalia tai muuta vastaavaa materiaalia. 35

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitin-osaan muodostetaan kiinnitysväline, esimerkiksi kierteet (10), antennin kiinnittämistä varten. 99220

15. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 12-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitinosaan (9) yhdistetään holkki (5) sähköisen kontaktin saamiseksi antennille, jolloin holkki sovitetaan antennin ruiskuvalumuottiin kiinnittymään liitinosaan ruiskuvalun yhteydessä tai holkki kiinnitetään liitinosaan esimerkiksi lii- 5 maamalla tai puristamalla ruiskuvalun jälkeen.

16. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 12-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuki- ja liitinosan (4) yläpuolinen tukiosa (7) muodostetaan ympäröimään heliksiä sylinterimäisenä kappaleena, jonka halkaisija vastaa heliksin ulko- 10 halkaisijaa ja joka ulottuu heliksin kierreosan alareunasta ainakin tämän yläreunaan, ja että mainitun tukiosan ja liitinosan väliin muodostetaan halkaisijaltaan suurempi ja korkeudeltaan matalampi sylinterimäinen tukirengas (8).

17. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksista 12-15 mukainen menetelmä, tunnet-15 tu siitä, että tuki- ja liitinosan (4) yläpuolinen tukiosa (7) muodostetaan heliksin sisäpuolelle sylinterimäisenä kappaleena, jonka halkaisija vastaa heliksin sisähalkaisi-jaa ja joka ulottuu heliksin kierreosan alareunasta ainakin tämän yläreunaanpa että mainitun tukiosan ja liitinosan väliin muodostetaan halkaisijaltaan suurempi ja korkeudeltaan matalampi sylinterimäinen tukirengas (8). 20

18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähköä johtavaan hoikkiin (5) muodostetaan kiinnitysväline, esimerkiksi kierteet (10), antennin kiinnittämistä varten ja että holkki kiinnitetään liittimeen (9) ennen suojakalvon (6) muodostamista, joka suojakalvo ulotetaan hoikin yläpään yli. : 25