SE502827C2 - Antenna arrangement for incorporating into item of clothing - Google Patents
Antenna arrangement for incorporating into item of clothingInfo
- Publication number
- SE502827C2 SE502827C2 SE9401831A SE9401831A SE502827C2 SE 502827 C2 SE502827 C2 SE 502827C2 SE 9401831 A SE9401831 A SE 9401831A SE 9401831 A SE9401831 A SE 9401831A SE 502827 C2 SE502827 C2 SE 502827C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- antenna
- slit
- slot
- antenna device
- elements
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
502 827 10 15 20 25 30 35 2 en flexibel tràdartad antenndel som motsvarar antennens jordplan är anordnad inne i användarens kläder. Från GB-ansökningsskriften 2 183 099 är känd en lösning, varvid antennen utformats genom att anbringa i ärmen av ett klädesplagg två rörformiga metallnät, av vilka det ena är kopplat till antennens skärm, dvs. jord, och det andra till den egentliga antennen. Lösningen är besvär- lig och obekväm att bära och dess stràlningsdiagram och anpassning är dessutom känsliga för användarens rörel- ser och händernas lägen. Antennen skadas dessutom lätt, eftersom näten och antennkabeln kontinuerligt är i liv- lig rörelse. I FI-bruksmönstret 1095 har angivits en lösning, varvid det av koaxiala delar utförda antenn- elementet har anordnats inne i en separat väst för att löpa runt över användarens skuldror. En dylik antenn fungerar under vissa förhållanden, men det är inte lätt att åstadkomma en verkligt effektiv och pålitligt fun- gerande och till sina mätt lämplig antenn pà detta sätt. Dessutom är konstruktionen komplicerad och dyr samt anpassningen känslig för händernas avstànd fràn kroppen. 502 827 10 15 20 25 30 35 2 a flexible wire-like antenna part corresponding to the ground plane of the antenna is arranged inside the user's clothing. A solution is known from GB application specification 2,183,099, in which the antenna is designed by fitting in the sleeve of a garment two tubular metal nets, one of which is connected to the screen of the antenna, i.e. earth, and the other to the actual antenna. The solution is cumbersome and uncomfortable to carry and its radiation diagram and adjustment are also sensitive to the user's movements and the positions of the hands. The antenna is also easily damaged, as the networks and the antenna cable are in constant motion. In the FI usage pattern 1095, a solution has been specified, in which the antenna element made of coaxial parts has been arranged inside a separate vest to run around over the user's shoulders. Such an antenna works under certain conditions, but it is not easy to achieve a truly efficient and reliable and to its extent suitable antenna in this way. In addition, the construction is complicated and expensive and the adaptation is sensitive to the hands' distance from the body.
Alla kända lösningar har nackdelen att anten- nens verkningsgrad och funktion samt konstruktion inte uppfyller de pà dem ställda kraven och därigenom inte kan tillämpas i praktiken.All known solutions have the disadvantage that the antenna's efficiency and function as well as construction do not meet the requirements set for them and thus cannot be applied in practice.
Avsikten med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en antennanordning varvid antennen är enkel att tillverka och anpassa och antennen fungerar väl och effektivt även i användarens närhet, dvs. placerad i klädesplagg eller liknande.The object of the present invention is to provide an antenna device in which the antenna is easy to manufacture and adapt and the antenna functions well and efficiently also in the vicinity of the user, i.e. placed in clothing or the like.
Antennanordningen enligt uppfinningen är känne- tecknad av att antennen är en slitsantenn som utformas av åtminstone ett antennelement som uppvisar ett elekt- riskt ledande skikt mellan tvá isolerande skikt, i vil- ket ledande skikt har utformats en som antenn verkande 10 15 20 25 30 35 502 827 3 slits, vars längd, dvs. antennens bredd, och vars höjd är bestämda med beaktande av människokroppens permitti- vitet och att antennens matarledning är kopplad till slitsantennen pà ett avstånd i slitsens riktning från kopplingspunkten för en motsvarande i fri omgivning verkande slitsantenns matarledning på så sätt att an- tennens impedansnivå blir av förutbestämd storlek.The antenna device according to the invention is characterized in that the antenna is a slot antenna formed by at least one antenna element which has an electrically conductive layer between two insulating layers, in which conductive layer an antenna acting as an antenna has been formed. 502 827 3 slot, the length of which, i.e. the width of the antenna, and the height of which is determined taking into account the permittivity of the human body and that the supply line of the antenna is connected to the slot antenna at a distance in the direction of the slot from the connection point of a corresponding slot operating supply slot in such a way that the antenna impedance level predetermined size.
Uppfinningens väsentliga idé är att antennen är en böjlig slitsantenn som tillverkats i laminatform och vars mått och matarkabelns placering är bestämda med beaktande av antennens placering nära människokroppen.The essential idea of the invention is that the antenna is a flexible slot antenna made in laminate form and whose dimensions and the location of the supply cable are determined taking into account the location of the antenna near the human body.
Det är allmänt känt att man försöker få antennen i fri omgivning eller upp i luften och placerad så att anten- nens funktion och verkningsgrad blir så bra som möj- ligt. När en dylik antenn hamnar i närheten av männi- skokroppen eller ett motsvarande föremål försämras dess funktion och dess verkningsgrad minskar betydligt t.o.m. så mycket att sändning och mottagning helt en- kelt inte är möjliga. Överraskningsvis har man konsta- terat, att man genom att använda en slitsantenn och bestämma dess bredd, dvs. slitsens längd och respektive höjd, samt anordna matarledningens kopplingspunkt på ett avstånd i slitsens riktning från motsvarande an- tenns matningspunkt, åstadkommer en antenn, som i form av en böjlig laminatantenn fungerar i människokroppens närhet, dvs. anbringad på ett klädesplagg eller liknan- de. Med motsvarande antenn förstås en antenn som de- finierats med samma principer, varvid en helvágsantenn som verkar i fri omgivning motsvarar en antenn enligt uppfinningen dimensionerad som en helvågsantenn. Den resistiva delen av matningspunktimpedansen för en slitsantenn i resonans, dvs. en reaktansfri slitsan- tenn, är en funktion av slitsantennens höjd i förhål- lande till dess bredd, dvs. slitsens längd, samt det omgivandexnaterialets permittivitet. Matningspunktimpe- 502 827 10 15 20 25 30 35 4 dansen som hänför sig till en viss applikation kan an- passas till den önskade impedansnivàn genom att för- skjuta matningspunktens läge fràn motsvarande läge i fri omgivning, dvs. genom att förskjuta matningspunk- tens läge i sidled. Även om antennens verkningsgrad något minskar med ökad dielektrisk belastning, àstadkoms ergonomiska men effektiva antennlösningar genom att använda för- stärkande antennkonstruktioner som helvágsslitsantenner och slitsantenngrupper.It is generally known that one tries to get the antenna in a free environment or up in the air and placed so that the antenna's function and efficiency are as good as possible. When such an antenna ends up in the vicinity of the human body or a similar object, its function deteriorates and its efficiency decreases significantly up to and including so much so that transmission and reception are simply not possible. Surprisingly, it has been found that by using a slit antenna and determining its width, ie. the length and height of the slot, respectively, and arranging the connection point of the supply line at a distance in the direction of the slot from the feed point of the corresponding antenna, provides an antenna which in the form of a flexible laminate antenna functions in the vicinity of the human body, ie. affixed to a garment or the like. Corresponding antenna is understood to mean an antenna defined by the same principles, a full-wave antenna operating in a free environment corresponding to an antenna according to the invention dimensioned as a full-wave antenna. The resistive part of the feed point impedance of a slit antenna in resonance, i.e. a reactance-free slot antenna, is a function of the height of the slot antenna in relation to its width, ie. the length of the slit, as well as the permittivity of the surrounding exnaterial. The feed point impedance 502 827 10 15 20 25 30 35 4 dance that relates to a certain application can be adapted to the desired impedance level by shifting the position of the feed point from the corresponding position in the free environment, ie. by shifting the position of the feed point laterally. Although the efficiency of the antenna decreases somewhat with increased dielectric load, ergonomic but efficient antenna solutions are achieved by using reinforcing antenna designs such as full-wave slot antennas and slot antenna groups.
Ytterligare är uppfinningens väsentliga idé att man genom att använda en slitsantenn med smà mekaniska dimensioner lätt får en vertikalpolariserad eller ho- risontalpolariserad eller, om man sà önskar, en cirku- lärpolariserad antenn av lämplig storlek, varvid en förbindelse kan erhållas pålitligt och lätt.Furthermore, the essential idea of the invention is that by using a slit antenna with small mechanical dimensions one can easily obtain a vertically polarized or horizontally polarized or, if desired, a circularly polarized antenna of suitable size, whereby a connection can be obtained reliably and easily.
En fördel med uppfinningen är att antennen är enkel och lätt att tillverka och dimensionera och sam- tidigt àstadkoms ett så böjligt och flexibelt antenn- element att det kan anbringas eller fästas pà använda- rens kläder antingen fast eller med separata kardborr- fästdon eller utbytbart med andra lämpliga fästdon. En ytterligare fördel med uppfinningen är att tvà eller flera av dylika antennelement kan användas för att bil- da en antenngrupp i avsikt att få till stånd förstärk- ning i den önskade rymdvinkeln samtidigt som antennele- menten blir sinsemellan utbytbara pà så sätt att ett eventuellt skadat antennelement lätt kan ersättas med ett likadant utan separata dimensionerings- eller andra åtgärder. En ytterligare fördel är att det är synnerli- gen svårt att i ndlitärbruk, polisbruk eller dylikt bruk skada en dylig antenn.An advantage of the invention is that the antenna is simple and easy to manufacture and dimension and at the same time provides such a flexible and flexible antenna element that it can be applied or attached to the user's clothing either firmly or with separate Velcro fasteners or replaceable with other suitable fasteners. A further advantage of the invention is that two or more of such antenna elements can be used to form an antenna group with the intention of effecting reinforcement in the desired space angle at the same time as the antenna elements become interchangeable in such a way that a possibly damaged antenna elements can easily be replaced with a similar one without separate dimensioning or other measures. An additional advantage is that it is extremely difficult to damage a capable antenna in literary use, police use or similar use.
I det följande kommer uppfinningen att beskri- vas mera detaljerat med hänvisning till bifogade rit- ningar, där 10 15 20 25 30 35 502 827 5 figur 1 visar schematiskt grundkonstruktionen för en antennanordning enligt uppfinningen, figur 2 visar en utföringsform av antennanord- ningen enligt uppfinningen, där två antennelement an- vänds tillsammans för att bilda en antenngrupp i avsikt att åstadkomma en 3 dB förstärkning genom att till- platta stràlningsdiagrammens vertikalplan och figur 3 visar schematiskt en cirkulärpolarise- rad utföringsform av antennanordningen enligt uppfin- ningen.In the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which figure 1 schematically shows the basic construction of an antenna device according to the invention, figure 2 shows an embodiment of the antenna device according to the invention, where two antenna elements are used together to form an antenna array in order to provide a 3 dB gain by flattening the vertical plane of the radiation diagrams and Figure 3 schematically shows a circularly polarized embodiment of the antenna device according to the invention.
I figur 1 visas schematiskt ett klädesplagg eller en rock l som exempel. I rocken 1 eller pà den är fäst ett antennelement 2, där det finns en så kallad slitsantenn 3. Slitsantennen 3 är en så kallad helvàgs- slitsantenn som är dimensionerad enligt den använda frekvensen och den omgivande dielektriska belastningen.Figure 1 schematically shows a garment or a coat 1 as an example. An antenna element 2 is attached to the jacket 1 or to it, where there is a so-called slot antenna 3. The slot antenna 3 is a so-called full-way slot antenna which is dimensioned according to the frequency used and the surrounding dielectric load.
Normalt skulle matarkabelns 4 läge i en dylik helvàgs- antenn ligga pà dess mitt vid linjen A, varvid impedan- sen enligt dimensioneringen är lämplig att användas med impedansen för sändaren och/eller mottagaren. I detta fall är matarkabeln 4 kopplad till antennen vid linjen B förskjuten fràn dess mittpunkt sä, att dá antennele- mentet 2 befinner sig nära en människa, motsvarar impe- dansen vid matarkabeln 4 sändarens och/eller mottaga- rens antennimpedans. Koaxialkabeln som används som ma- tarledning kopplas i matningspunkten över slitsen; mitt- ledaren till den ena sidan av slitsen och ytterledaren till den andra sidan.Normally, the position of the supply cable 4 in such a full-wave antenna would be in the middle of it at line A, the impedance according to the dimensioning being suitable for use with the impedance of the transmitter and / or receiver. In this case, the supply cable 4 is connected to the antenna at the line B offset from its center so that when the antenna element 2 is close to a human, the impedance at the supply cable 4 corresponds to the antenna impedance of the transmitter and / or receiver. The coaxial cable used as the supply line is connected at the feed point across the slot; the center conductor to one side of the slot and the outer conductor to the other side.
Figur 2 visar en utföringsform där i rocken 1 har anordnats två likadana antennelement 2 i höjdled pá varandra försedda med en så kallad helvàgsslitsantenn 3. I denna lösning är kopplingspunkten för antennele- mentet 2 och dess matarkabel 4 placerad i en sådan punkt att slitsantennens impedans är dubbelt sà stor som impedansen för en slitsantenn som används med ett 502 827 10 15 20 25 30 35 6 antennelement. Dessutom har mellanrummet S mellan an- tennelementen 2 i höjdled bestämts så att antennkon- struktionens stràlningsdiagram tillplattas i vertikal- planet och pà så sätt àstadskoms förstärkning i ho- risontalplanet. Orsaken till att man närmast använder en vertikalpolariserad antennkonstruktion beror på att största delen av radiosystemen, speciellt på VHF- och UHF-områdena, använder vertikalpolarisering för kom- munikation. Vid behov är det naturligtvis möjligt att anordna antennelementen 2 i höjdled på sà sätt att de verkar horisontalpolariserande, men detta är sällan nödvändigt.Figure 2 shows an embodiment where in the rock 1 two identical antenna elements 2 have been arranged at a height on top of each other provided with a so-called full-wave slot antenna 3. In this solution the connection point for the antenna element 2 and its supply cable 4 is located at such a point that the slot antenna impedance is twice as large as the impedance of a slot antenna used with a 502 827 10 15 20 25 30 35 6 antenna element. In addition, the space S between the antenna elements 2 in height has been determined so that the radiation diagram of the antenna construction is flattened in the vertical plane and in this way reinforcement is achieved in the horizontal plane. The reason for using a vertically polarized antenna design is that most radio systems, especially in the VHF and UHF areas, use vertical polarization for communication. If necessary, it is of course possible to arrange the antenna elements 2 in height in such a way that they have a horizontal polarizing effect, but this is seldom necessary.
I figur 3 visas à sin sida en utföringsform enligt uppfinningen, i vilken slitsantennen 3 har an- ordnats korsformigt, varvid antennelementet 2 verkar såväl i ett vertikal- som horisontalpolariserat fält och även i ett fält snett mellan dessa. Denna lösning kan användas speciellt då antennen måste fungera abso- lut pålitligt i olika ställningar och under olika för- hållanden. I detta fall har matarkabeln 4 kopplats en- ligt samma principer som visas i figur 1 till bägge av slitsantennens 3 korsdelar, varvid den ena antennens matning fasförskjuts eller fördröjs en elektrisk kvartsvàg. Vilkendera av slitsantennerna som fördröjs bestämmer rotationsriktningen för den roterande pola- risationen, dvs. om polarisationen är höger- eller vänsterskruvad. En dylik tillämpning, uppåt oriente- rad, är synnerligen lämplig för kommunikation som ut- nyttjar satelliter.Figure 3 shows, on the other hand, an embodiment according to the invention, in which the slit antenna 3 has been arranged cross-shaped, the antenna element 2 acting both in a vertically and horizontally polarized field and also in a field obliquely between them. This solution can be used especially when the antenna must function absolutely reliably in different positions and under different conditions. In this case, the supply cable 4 has been connected according to the same principles as shown in figure 1 to both of the cross parts of the slot antenna 3, whereby the supply of one antenna being phase-shifted or delayed by an electric quartz wave. Which of the slit antennas is delayed determines the direction of rotation of the rotating polarization, i.e. if the polarization is screwed right or left. Such an upward-oriented application is particularly suitable for communications utilizing satellites.
Antennelementets material utgörs fördelaktigast av två lämpliga, flexibla och elektromagnetisk strål- ning genomsläppande filmer eller skikt, samt ett mellan dem laminerat tunt elektriskt ledande, typiskt metal- liskt skikt. De använda materialen kan väljas efter användningsändamàlet så att de är mekaniskt tillräck- 10 15 20 25 30 35 502 827 7 ligt starka, men samtidigt tillräckligt böjliga och flexibla så att de kan anbringas t.ex. i klädesplagg.The material of the antenna element most advantageously consists of two suitable, flexible and electromagnetic radiation-transmitting films or layers, as well as a thin electrically conductive, typically metallic layer laminated between them. The materials used can be selected according to the purpose of use so that they are mechanically sufficiently strong, but at the same time sufficiently flexible and flexible so that they can be applied e.g. in clothing.
Slitsantennen kan utföras genom att bearbeta ett hål eller en slits av önskad form och storlek i ett laminat av ovan beskriven art. En slitsantenn enligt uppfin- ningen kan tillverkas genom att använda ett färdigt laminat, där ytskikten och det elektriskt ledande skik- tet är färdigt sammanfogade med varandra, och perforera en slitsantenn av önskade mått och form ur ett dylikt laminat. Härvid ansluts matarkabeln till slitsantennen efter det att en slitsantenn av lämplig form separe- rats. Ett annat sätt att tillverka en slitsantenn en- ligt uppfinningen är att till exempel perforera en slitsantenn av önskad form ur en lämplig elektriskt ledande folie eller ur ett motsvarande skikt, varefter matarledningen ansluts till slitsantennen och därefter lamineras matarledningen fast i ytskikten så att de samtidigt fästs i matarledningen och fungerar som dess dragavlastning.The slit antenna can be made by machining a hole or a slit of the desired shape and size in a laminate of the type described above. A slot antenna according to the invention can be manufactured by using a finished laminate, where the surface layers and the electrically conductive layer are completely joined together, and perforating a slot antenna of desired dimensions and shape from such a laminate. In this case, the supply cable is connected to the slot antenna after a slot antenna of a suitable shape has been separated. Another way of manufacturing a slot antenna according to the invention is to, for example, perforate a slot antenna of the desired shape from a suitable electrically conductive foil or from a corresponding layer, after which the supply line is connected to the slot antenna and then the supply line is laminated to the surface layers. in the supply line and acts as its strain relief.
I ritningarna och den därtill anslutande be- skrivningen har uppfinningen endast beskrivits med hjälp av exempel. Antennanordningen enligt uppfinningen kan tillämpas på mycket olika slags frekvenser, varvid de viktigaste dock är VHF- och UHF-frekvenserna. Anten- nerna kan anordnas på en persons såväl fram- som rygg- sida eller på skuldrorna beroende på antennens storlek och önskade våglängd. Även om i figurerna har visats helvågsantenner, är det naturligtvis klart att anten- nerna även kan dimensioneras för andra typiska vågläng- der, som t.ex. halvvågsantenner och kvartvågsantenner osv. På samma sätt är det möjligt att dimensionera en slitsantenn bredbandig, varvid den kan användas på flera olika frekvenser eller på ett visst frekvensband.In the drawings and the accompanying description, the invention has been described by way of example only. The antenna device according to the invention can be applied to very different types of frequencies, the most important of which, however, are the VHF and UHF frequencies. The antennas can be arranged on both a person's front and back or on the shoulders depending on the size of the antenna and the desired wavelength. Although full-wave antennas have been shown in the figures, it is of course clear that the antennas can also be dimensioned for other typical wavelengths, such as e.g. half-wave antennas and quarter-wave antennas, etc. In the same way, it is possible to dimension a slit antenna broadband, whereby it can be used on several different frequencies or on a certain frequency band.
I denna utföringsform är slitsantennen typiskt avsmal- nande från ändarna mot mitten. Även dylika flerbands- 502 827 8 antenner kan anordnas som cirkulärpolariserade eller bilda antenngrupper pà önskat sätt.In this embodiment, the slit antenna is typically tapered from the ends toward the center. Such multi-band antennas can also be arranged as circularly polarized or form antenna groups in the desired manner.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9401831A SE502827C2 (en) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Antenna arrangement for incorporating into item of clothing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9401831A SE502827C2 (en) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Antenna arrangement for incorporating into item of clothing |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9401831D0 SE9401831D0 (en) | 1994-05-27 |
| SE9401831L SE9401831L (en) | 1995-11-28 |
| SE502827C2 true SE502827C2 (en) | 1996-01-22 |
Family
ID=20394151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9401831A SE502827C2 (en) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Antenna arrangement for incorporating into item of clothing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE502827C2 (en) |
-
1994
- 1994-05-27 SE SE9401831A patent/SE502827C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9401831D0 (en) | 1994-05-27 |
| SE9401831L (en) | 1995-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10490346B2 (en) | Antenna structures having planar inverted F-antenna that surrounds an artificial magnetic conductor cell | |
| US9871301B2 (en) | Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials | |
| EP3241257B1 (en) | Circularly polarized connected-slot antenna | |
| EP3474372B1 (en) | Antenna for wearable radio system and associated method of making | |
| Bai et al. | Crumpling of PIFA textile antenna | |
| CN108933329A (en) | Antenna in patterned conductive layer | |
| Monti et al. | UHF wearable rectenna on textile materials | |
| EP0716774B1 (en) | A folded dipole antenna | |
| US20140354494A1 (en) | Wrist Worn Device with Inverted F Antenna | |
| US10734731B2 (en) | Antenna assembly for customizable devices | |
| US6377216B1 (en) | Integral antenna conformable in three dimensions | |
| EP0829113B1 (en) | Multiple band printed monopole antenna | |
| EP1233426A2 (en) | Antennas with conductive plastics or conductive composites | |
| US20080287084A1 (en) | Antenna Device and Portable Radio Communication Device Comprising Such Antenna Device | |
| JPH0450994B2 (en) | ||
| WO1996038882A9 (en) | Multiple band printed monopole antenna | |
| CN110504528B (en) | Antenna structure and wearable equipment with same | |
| GB1364941A (en) | Aerials | |
| CN110137668B (en) | Slot mode antenna | |
| JP6452477B2 (en) | Antenna and communication device using the same | |
| US9337541B2 (en) | Integrated meander radio antenna | |
| Saeed et al. | Flexible reconfigurable antenna with MIMO configuration | |
| US20140049443A1 (en) | Extendable Loop Antenna for Portable Communication Device | |
| SE502827C2 (en) | Antenna arrangement for incorporating into item of clothing | |
| JP5294067B2 (en) | antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |