SE504951C2 - Anordning vid antennenheter - Google Patents

Description

20 25 30 35 504 951 2 medelst en Nämnda anordning vid ändamål uppnås antennenheter enligt föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav l.

Genom att enligt uppfinningen utforma jordplanet som kylflänsar, vilka är dimensionerade enligt uppfinningen uppfylls såväl kraven på antennens elektriska egenskaper som kraven på kylning.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med ett par utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en perspektivvy av' en antennenhet enligt uppfinningen enligt en första utföringsform, fig. 2 visar en schematisk ändvy av antennenheten enligt fig 1, fig. 3 visar en schematisk perspektivvy av antennenheten enligt en andra utföringsform, fig. 4 visar en schematisk ändvy av antennenheten enligt fig. 3 och fig. 5 visar en ändvy av en elektronikenhet enligt uppfinningen i vilken ingår en antennenhet i huvudsak enligt den andra utföringsformen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFommR Fig. 1 och 2 visar således mycket schematiskt en antennenhet l för elektromagnetisk strålning i en första utföringsform och består av en bärande struktur 2, som innefattar en skivformig bärare 3 av ett elektriskt isolerande material, exempelvis en platta av relativt styvt material, t.ex. glasfiberlaminat eller polymermaterial, som uppbär ett elektriskt ledande skikt som bildar ett kretsmönster, exempelvis bildat genom etsning av ett kopparlaminat, dvs en platta av typ PC-platta eller tryckt kretsplatta. Den isolerande plattan 3 uppbär ett flertal 10 15 20 25 30 35 504 951 3 strålningselement 4, som är flata, dvs har en skivformig utsträckning och exempelvis är av typ mikrostripantenner för mikrobasstationer inom mobiltelefonområdet. Antennen arbetar därför i det visade exemplet inonlmikrovâgsområdet, dvs i storleksordningen ca. 1 GHz och uppåt. Med samma matningsledare 5 för teknik är även anordnade antennelementen. Den utstrålade signalen kan exempelvis vara polariserad med horisontell eller vertikal polarisation eller uppvisa båda polarisationstyperna.

Den bärande strukturen 2, innefattar vidare en elektriskt ledande del 6, som är utformad som ett hölje och därvid bildar såväl ett mekaniskt skydd som elektrisk skärmning.

I den skärmande funktionen ligger även att den elektriskt ledande delen 6 definierar ett i antennenheten l ingående jordplan 7, som sträcker sig parallellt med strålningselementens 4 huvudplan 8, dvs huvudsakligen parallellt med bärarlaminatets 3 plan. Jordplanet 7 beskrives närmare nedan. Dess utsträckning i planet 7 begränsas av två från ett basparti 13 uppskjutande sidopartier l3', som uppbär bäraren 3 för strålningselementen 4.

Antennenheten 1 utsättes vanligen för olika värmekällor, exempelvis kan vid placering utomhus solstrålning mot strålningselementen (patcharna) eller omgivande radom innebära en temperaturhöjning, sonlmedför att värme behöver bortledas för att enheten skall arbeta under gynnsamma temperaturförhållanden. Vidare kan antennenheten uppbära energikrävande elektronikkomponenter sonndärmed avger värme som behöver bortledas. För detta ändamål är mellan bäraren 3 för strålningselementen och den elektriskt ledande, bärande strukturen 6 anordnat ett utrymme 9, som är inrättat att tillåta genomströmning av kylluft. För detta ändamål uppvisar utrymmet ett inlopp 10 i antennenhetens l ena ände och ett utlopp ll i enhetens motsatta ände, varvid 10 15 20 25 30 35 504 951 4 antingen anordnas en fläkt för att driva luftströmmen genom utrymmet eller anordnas självcirkulation, exempelvis genom att antennenheten 2 arrangeras stående med exempelvis inloppet 10 placerat nedtill och utloppet ll placerat upptill i enheten. För att öka den värmeavgivande ytan är den bärande strukturen 6 utformad med ett flertal kylflänsar 12, som utgår från baspartiet 13, vilket bildar en bakre vägg i den bärande strukturen och slutar med ett längsgående kantparti 14, som bildar flänsarnas topp och parallellt med sträcker sig huvudsakligen strålningselementens 4 huvudplan 8.

För att man skall uppnå erforderlig kylning måste luftutrymmet 9 ha sådana dimensioner, dvs tvärsnittsarea, att luftflödet blir tillräckligt stort i annat fall blir luften termiskt isolerande. Samtidigt eftersträvas att man uppnår hög verkningsgrad hos antennen och en viss bandbredd, vilka. parametrar är' beroende av' strålnings- eller antennelementens 4 avstånd till jordplanet 7. För att samtidigt tillgodose önskemålet om god kylning och goda elektriska egenskaper hos antennen har enligt uppfinningen .valts ett inbördes avstånd mellan kylflänsarna 12 som är så litet, att kylflänsarnas kantpartier 14 eller toppar kommer att tillsammans definiera jordplanet 7 och därigenom således lyfta upp jordplanet från basdelen 13 till planet 7. Villkoret för att flänstopparna skall bilda jordplan är att kylflänsarnas avstånd d understiger 0,25 Å och företrädesvis är cirka 0,1 Ä, där Ä är våglängden hos den från antennelementen 4 utstrålade signalen. Vid uppfyllande av detta villkor flyttas således jordplansavståndet till ett lämpligt valt avstånd Al.

Fig. 3 och 4 visar en andra utföringsform av antennenheten 1 av vilken framgår att olika jordplansavstånd Al och A2 och därmed olika jordplan 7, 7' kan förekomma i en och samma antennenhet. Detta åstadkommes i det visade exemplet 10 15 20 25 30 35 504 951 genom att över ett parti av den bärande strukturen 6 är anordnat en andra grupp av kylflänsar 15 med kantpartier 16 eller flänstoppar, som sträcker sig huvudsakligen parallellt med antennplanet 8, men på ett från kantpartierna 14 avstånd från strålningselementen. Även dessa flänsar 15 skall uppfylla kravet på inbördes mellanrum mellan flänsarna 15, nämligen d. < 0,25 Å och företrädesvis cirka 0,1 Ä. Ett, mindre jordplansavstånd A2 kan vara önskvärt att välja över en sektion, belägen bakom matningsledningar 17 till antennelementen 4 för att de skall stråla så litet som avvikande möjligt.

Fig. 5 visar med vy ovanifrån en elektronikenhet 18, som innefattar antennenheten 1 och dessutom uppbär ett antal elektronikkomponenter 19 uppburna på en bärare 20, såsom ett kretskort. Elektronikkomponenterna 19 är belägna i ett utrymme bakom luftutrymmet 9 mellan bäraren 3 för antennelementen och den elektriskt ledande och skärmande delen 6 av den bärande strukturen, vilken exempelvis är utförd av en extruderad aluminiumprofil. Till den bärande strukturen 6 ansluter en radom 21 som bildar ett miljöskydd genomsläpper för antennenheten 1 och samtidigt elektromagnetisk strålning.

Antennenheten 1 användes vanligen såsom en kombinerad sändar- och mottagarantenn varvid antennen är helt reciprok vad beträffar dess karaktäristik.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan kylflänsarna 12, 15 inom varje sektion ha inbördes olika höjd, exempelvis kan varannan fläns vara längre än 504 951 6 ytterligare sektioner med olika flänshöjd kan mer än ett, två, tre eller flera jordplan anordnas i samma antennenhet. Även om de visade exemplen avser våglängder inom mikrovågsområdet, fungerar uppfinningen helt oberoende av våglängd.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 504 951 PATENTKRAV :

1. Anordning vid antennenheter (1) bestående av ett eller flera strålningselement (4) för utsändning respektive mottagning av elektromagnetiska signaler och på avstånd från nämnda strålningselement beläget jordplan (7, 7'), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att med förutbestämt avstånd (A1/A2) till nämnda strålningselement (4) sträcker sig» ett antal kylflänsar (12/15) som uppvisar mot strålningselementen vända kantpartier (14), vilka är inrättade med ett valt inbördes avstånd (d), för att nämnda kantpartier tillsammans ska definiera nämnda jordplan (7, 7 ' ) .

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nämnda inbördes avstånd (d) understiger ca. 0,25 Å, där A är våglängden hos den av strålningselementen (4) utsända respektive mottagna signalen.

3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det inbördes avståndet (d) mellan kylflänsarna (12/15) är cirka 0,1 A.

4. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kylflänsarna (12/15) sträcker sig med minst två skilda avstånd (Al, A2) från strålningselementen (4) därigenom definierande minst två skilda jordplan (7, 7').

5. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kylflänsarna (12/15) uppbäres av en elektriskt ledande bärande struktur (6) som tillsammans med en elektriskt isolerande bärare (3) 504 951 8 för strålningselmenten (4) avgränsa: ett luftutrymme (9) in i vilket kylflänsarna inskjuter och vilket är inrättat att genomströmmas av en luftström.