SE506575C2 - Antenna device with a dielectric resonator - Google Patents

Antenna device with a dielectric resonator

Info

Publication number
SE506575C2
SE506575C2 SE9601737A SE9601737A SE506575C2 SE 506575 C2 SE506575 C2 SE 506575C2 SE 9601737 A SE9601737 A SE 9601737A SE 9601737 A SE9601737 A SE 9601737A SE 506575 C2 SE506575 C2 SE 506575C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
antenna device
radiator
resonator
coil
dielectric
Prior art date
Application number
SE9601737A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9601737L (en
SE9601737D0 (en
Inventor
Carl Gustaf Blom
Original Assignee
Moteco Ab
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 Moteco Ab filed Critical Moteco Ab
Priority to SE9601737A priority Critical patent/SE506575C2/en
Publication of SE9601737D0 publication Critical patent/SE9601737D0/en
Priority to DE19781732T priority patent/DE19781732T1/en
Priority to PCT/SE1997/000700 priority patent/WO1997042681A1/en
Priority to DE69728661T priority patent/DE69728661D1/en
Priority to JP9539829A priority patent/JP2000509923A/en
Priority to EP97922240A priority patent/EP0900455B1/en
Priority to BR9708915A priority patent/BR9708915A/en
Publication of SE9601737L publication Critical patent/SE9601737L/en
Publication of SE506575C2 publication Critical patent/SE506575C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/09—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens wherein the primary active element is coated with or embedded in a dielectric or magnetic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

The disclosure relates to an antenna device for radio communications apparatus operating in the frequency range of 800-3000 MHz and including a radiator (14). A dielectric resonator (5) is connected to the supply line (2) of the antenna device, the resonator being galvanically discrete from the radiator (14) but being operative to supply it.

Description

15 20 25 30 506 575 PROBLEMLÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås om den inledningsvis angivna antennen kännetecknas därav att det till antennens matningsledning är anslutet en dielektrisk resonator, vilken är galvaniskt skild från radiatorn, men vilken är anordnad att mata denna. 15 20 25 30 506 575 TROUBLESHOOTING The object underlying the invention is achieved if the antenna specified in the introduction is characterized in that a dielectric resonator is connected to the supply line of the antenna, which is galvanically separated from the radiator, but which is arranged to supply it.

Ytterligare fördelar uppnås om antennanordningen dessutom kännetecknas därav att radiatorn är en sprötradiator, vilken i sin ena ände är ansluten till en spole, att spolen omger åtminstone en del av den dielektriska resonatorn och att spolens från sprötradiatorns vända ände är ansluten till jord.Further advantages are obtained if the antenna device is further characterized in that the radiator is a rod radiator, which at its one end is connected to a coil, that the coil surrounds at least a part of the dielectric resonator and that the coil from the opposite end of the rod radiator is connected to ground.

' Genom dessa särdrag vinnes en antenn, som tillgodoser den uppställda målsättningen.'Through these features an antenna is gained, which satisfies the set objective.

Ytterligare fördelar uppnås enligt uppfinningen om uppfin- ningsföremålet även ges ett eller flera av särdragen enligt patentkraven 2-4 och 6-8.Additional advantages are achieved according to the invention if the object of the invention is also given one or more of the features according to claims 2-4 and 6-8.

RITNINGSFIGUR Uppfinningen skall nu beskrivas närmre under hänvisning till bifogad ritning, vilken visar ett vertikalt deltvärsnitt genom en antennanordning utförd enligt uppfinningen.DRAWING FIGURE The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a vertical partial cross-section through an antenna device made according to the invention.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM På marknaden förekommer ett flertal olika s k dielektriska resonatorer, vilka exempelvis används som aktiva element i bredbandsfilter. japanska företaget Murata.PREFERRED EMBODIMENT There are a number of different so-called dielectric resonators on the market, which are used, for example, as active elements in broadband filters. Japanese company Murata.

En leverantör av sådana resonatorer är det Principiellt är en sådan dielektrisk resonator uppbygd som en hälkrOPP, vilken eventuellt är cylindrisk och vilken har en genomgående kanal försedd med ett tunt metallskikt, vilket 10 15 20 25 30 506 575 3 sträcker sig ut pá ena ändytan av resonatorn för att även sträcka sig till resonatorns mantelyta. Materialet i re- sonatorn är i övrigt ett keramiskt ämne med hög dielektri- citetskonstant, i storleksordningen 40-200, men företrädes- vis 80-100.A supplier of such resonators is that In principle, such a dielectric resonator is constructed as a heel body, which is optionally cylindrical and which has a continuous channel provided with a thin metal layer, which extends on one end surface of the resonator to also extend to the mantle surface of the resonator. The material in the resonator is otherwise a ceramic substance with a high dielectric constant, in the order of 40-200, but preferably 80-100.

Den dielektriska resonatorn, som används i uppfinningsföre- mälet, har givits hänvisningsbeteckningen 5 i sin helhet och innefattar en cylindrisk kropp av isolerande, företrädesvis keramiskt material med hög dielektricitetskonstant, före- trädesvis i storleken 80-100. Ju högre dielektricitets- konstant ju mindre blir de fysiska matten pä resonatorn vid samma resonansfrekvens samtidigt som en hög dielektricitets- konstant innebär en nagot sämre verkningsgrad samt möjligen ocksa minskad bandbredd. Sá höga värden som 200 kan möjligen _ användas .The dielectric resonator used in the subject matter of the invention has been given the reference numeral 5 in its entirety and comprises a cylindrical body of insulating, preferably ceramic material with a high dielectric constant, preferably in the size 80-100. The higher the dielectric constant, the smaller the physical mats on the resonator at the same resonant frequency, at the same time as a high dielectric constant means a somewhat lower efficiency and possibly also reduced bandwidth. Values as high as 200 can possibly be used.

Antennanordningen har en anslutningsterminal l med en metal- lisk centrumledare 2, en metallisk ytterhylsa 3 samt en iso- lering 4 däremellan. Centrumledaren 2 är galvaniskt ansluten till resonatorn 5.The antenna device has a connection terminal 1 with a metallic center conductor 2, a metallic outer sleeve 3 and an insulation 4 in between. The center conductor 2 is galvanically connected to the resonator 5.

Resonatorn 5 har en central kanal 7, vilken är belagd med ett tunt metallskikt, en metallisering 8. Kanalens metallskikt 8 sträcker sig upp pä resonatorns i figuren övre ändyta och täcker därmed ett ändmetallskikt 9 hela ändytan. Vidare har resonatorn pä sin ytteryta eller mantelyta även där ett metallskikt 10. Metallskikten 8, 9 och 10 är galvaniskt för- bundna med varandra.The resonator 5 has a central channel 7, which is coated with a thin metal layer, a metallization 8. The metal layer 8 of the channel extends up on the upper end surface of the resonator in the figure and thus covers an end metal layer 9 the entire end surface. Furthermore, the resonator has on its outer surface or mantle surface also where a metal layer 10. The metal layers 8, 9 and 10 are galvanically connected to each other.

Den övre änden av anslutningsterminalens l centrumledare 2 är säsom ovan antytts galvaniskt förbunden med kanalens 7 metallskikt 8 via en kontaktanordning ll t ex i form av en i metallskiktet 8 och ledaren 2 fastlödd strumpa.The upper end of the center conductor 2 of the connection terminal 1 is, as indicated above, galvanically connected to the metal layer 8 of the channel 7 via a contact device 11, for example in the form of a sock soldered to the metal layer 8 and the conductor 2.

Ytterhylsan 3 till anslutningsterminalen 1 har via en kort föbindelseledning l2 galvanisk förbindelse med en spole 13, som i sin övre ände övergär i en radiator i form av ett 'än '\$1 10 15 20 25 30 35 506 575 4 spröt 14. Såväl förbindelseledaren 12, spolen 13 som radia- torn 14 kan vara utförda av en emaljerad koppartråd eller en företrädesvis mera hållfast, metallegering. Mellan spolens 13 inneryta och utsidan på isolerad metalltråd av annan, resonatorns 5 yttre metallskikt 10 finns en mindre spalt 15.The outer sleeve 3 of the connection terminal 1 has a galvanic connection via a short connecting line 12 to a coil 13, which at its upper end converts into a radiator in the form of an 'end' \ $ 1 10 15 20 25 30 35 506 575 4 rod 14. Both the connection conductor 12, the coil 13 as the radiator 14 may be made of an enamelled copper wire or a preferably more strong, metal alloy. Between the inner surface of the coil 13 and the outside of insulated metal wire of another, the outer metal layer 10 of the resonator 5 there is a smaller gap 15.

Det är således mellan spolens insida och utsidan på resona- torn anordnat ett dielektrikum som kan utgöras av luft, men som också kan utgöras av ett isolerande skikt av plast eller gummiliknande typ.A dielectric is thus arranged between the inside of the coil and the outside of the resonator, which can be constituted by air, but which can also consist of an insulating layer of plastic or rubber-like type.

Det är fullt möjligt att åstadkomma en dielektrisk resonator för ca 1 GHz i form av en cylinder med 9 mm längd och 3,5 mm diameter. I en prototypantenn har använts 0,8 mm tråddiameter i såväl spolen 13 som radiatorn 14, varvid spolen haft ca 3 varv och sprötlängden varit ca 45 mm. Antennen är avstämd _ till en centralfrekvens på 900 MHz och arbetar som kvarts- vågsradiator.It is quite possible to provide a dielectric resonator for about 1 GHz in the form of a cylinder with 9 mm length and 3.5 mm diameter. In a prototype antenna, 0.8 mm wire diameter has been used in both the coil 13 and the radiator 14, the coil having been about 3 turns and the rod length being about 45 mm. The antenna is tuned to a central frequency of 900 MHz and acts as a quartz wave radiator.

Den dielektriska resonatorn har en väl definierad egen- resonansfrekvens, vilken visar sig som en mycket smal och hög "spik" vid svept transmissionsmätning. Resonansfrekvensen väljes till ett värde strax över den önskade övre arbets- frekvensen för antennen. Antennens induktiva del, dvs spolen 13, är dc-jordad, vilket får till följd att resonatorn undan kapacitivt eller induk- tivt, men företrädesvis både och. Genom optimering av antalet för undan kopplas över till spolen, varv och/eller stigning i spolen samt spolens avstånd till resonatorn kan överföringen mellan denna och spolen göras fullgod. Samtidigt som överföringen optimeras säkerställes också en ökning av bandbredden. En så stor bandbredd som 15% av antennanordningens centralfrekvens är möjlig.The dielectric resonator has a well-defined natural resonant frequency, which manifests itself as a very narrow and high "nail" in swept transmission measurement. The resonant frequency is selected to a value just above the desired upper operating frequency of the antenna. The inductive part of the antenna, ie the coil 13, is dc-grounded, which has the consequence that the resonator escapes capacitively or inductively, but preferably both. By optimizing the number of distances switched to the coil, turns and / or pitch in the coil and the distance of the coil to the resonator, the transfer between this and the coil can be made satisfactory. At the same time as the transmission is optimized, an increase in the bandwidth is also ensured. A bandwidth as large as 15% of the central frequency of the antenna device is possible.

En antenn av detta slag är också mindre känslig för jord- plansvariationer, varigenom minskas sådana chassiströmmar som kan induceras i ett resonant chassi. Denna egenskap kan ytterligare förbättras om spolens 13 från radiatorn 14 vända ände är försedd med en kropp 16, eventuellt hålcylindrisk, av absorberande ferrit. 506 575 5 Ovan har antennen beskrivits som en sprötradiator av kvarts- vàgslängd. Emellertid kan uppfinningen också tillämpas pà andra typer av radiatorer såväl av kvartsvágs- som av halv- vágstyp. Exempelvis kan helixantenner väljas. Uppfinningen kan modifieras inom ramen för bifogade patentkrav.An antenna of this kind is also less sensitive to ground plane variations, thereby reducing such chassis currents that can be induced in a resonant chassis. This property can be further improved if the end of the coil 13 from the radiator 14 is provided with a body 16, possibly hollow cylindrical, of absorbent ferrite. 506 575 5 The antenna has been described above as a quartz wavelength rod radiator. However, the invention can also be applied to other types of radiators, both of the quartz wave and of the half-wave type. For example, helical antennas can be selected. The invention may be modified within the scope of the appended claims.

Claims (8)

10 15 20 25 30 _ n a d därav, 506 575 P A T E N T K R A V10 15 20 25 30 _ n a d thereof, 506 575 P A T E N T K R A V 1. Antennanordning för en radiokommunikationsapparat ar- betande i frekvensområdet 800-3000 MHz innefattande en radia- tor (14), att det till antennanordningens matningsledning (2) är anslutet en di- k ä n n e t e c k n a d därav, elektrisk resonator (5), vilken är galvaniskt skild från radiatorn (14), men vilken är anordnad att mata denna.An antenna device for a radio communication apparatus operating in the frequency range 800-3000 MHz, comprising a radiator (14), which is connected to the supply line (2) of the antenna device, a character characterized thereof, electric resonator (5), which is galvanically separated from the radiator (14), but which is arranged to feed it. 2. Antennanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - att den dielektriska att mata radiatorn (14) kapacitivt. n a d därav, resonatorn (5) är anordnadAntenna device according to claim 1, characterized in that the dielectric supplies the radiator (14) capacitively. n a d thereof, the resonator (5) is arranged 3. Antennanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - att den dielektriska att mata radiatorn (14) inauxtivt. resonatorn (5) är anordnadAntenna device according to claim 1, characterized in that the dielectric feeds the radiator (14) inauxtively. the resonator (5) is arranged 4. Antennanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den dielektriska resonatorn (5) är anordnad ' att mata radiatorn (14) både kapacitivt och induktivt.4. Antenna device according to claim 1, characterized in that the dielectric resonator (5) is arranged to supply the radiator (14) both capacitively and inductively. 5. Antennanordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att radiatorn (14) är en sprötradiator, att spolen omger åtminstone en del av den dielektriska resonatorn vilken i sin ena ände är ansluten till en spole (13), (5) och att spolens från sprötradiatorn vända ände är an- sluten till jord (3). k ä n a d därav, att det omkring spolens (13) ändparti eller dess förbindelseledare (12) ordnat en ringformig kropp (16) av ferrit.Antenna device according to any one of claims 1-4, characterized in that the radiator (14) is a rod radiator, that the coil surrounds at least a part of the dielectric resonator which is connected at one end to a coil (13) , (5) and that the end of the coil from the rod radiator is connected to earth (3). characterized in that an annular body (16) of ferrite is arranged around the end portion of the coil (13) or its connecting conductor (12). 6. Antennanordning enligt kravet 5, n n e t e c k - med jord anslutna till jord är an-Antenna device according to claim 5, n n e t e c k - with earth connected to earth is 7. Antennanordning enligt kravet 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den dielektriska har formen av en dielektrisk kropp (6) med kanal (7), resonatorn (5) en genomgående varvid kanalens begränsningsyta, kroppens ena 10 506 575 7 ändyta samt dess ytteryta har ett metallskikt (8, 9, 10) och att matningsledningen (2) är galvaniskt ansluten till kanalens metallskikt (8) medan ytterytans metallskikt (10) befinner sig pà något avstånd fran närbelägna ytor pà spolen (13).Antenna device according to claim 5 or 6, characterized in that the dielectric has the shape of a dielectric body (6) with channel (7), the resonator (5) a continuous one, the limiting surface of the channel, one of the body 506 575 7 end surface and its outer surface have a metal layer (8, 9, 10) and that the supply line (2) is galvanically connected to the metal layer (8) of the channel while the metal layer (10) of the outer surface is at some distance from adjacent surfaces of the coil (13). 8. Antennanordning enligt något av kraven l-7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den dielektriska resonatorns (5) resonansfrekvens år vald till ett värde strax över den _ önskade övre arbetsfrekvensen för antennanordningen.Antenna device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the resonant frequency of the dielectric resonator (5) is selected to a value just above the desired upper operating frequency of the antenna device.
SE9601737A 1996-05-07 1996-05-07 Antenna device with a dielectric resonator SE506575C2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601737A SE506575C2 (en) 1996-05-07 1996-05-07 Antenna device with a dielectric resonator
DE19781732T DE19781732T1 (en) 1996-05-07 1997-04-25 Antenna device
PCT/SE1997/000700 WO1997042681A1 (en) 1996-05-07 1997-04-25 Antenna device
DE69728661T DE69728661D1 (en) 1996-05-07 1997-04-25 ANTENNA DEVICE
JP9539829A JP2000509923A (en) 1996-05-07 1997-04-25 Antenna device
EP97922240A EP0900455B1 (en) 1996-05-07 1997-04-25 Antenna device
BR9708915A BR9708915A (en) 1996-05-07 1997-04-25 Antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601737A SE506575C2 (en) 1996-05-07 1996-05-07 Antenna device with a dielectric resonator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9601737D0 SE9601737D0 (en) 1996-05-07
SE9601737L SE9601737L (en) 1997-11-08
SE506575C2 true SE506575C2 (en) 1998-01-12

Family

ID=20402482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9601737A SE506575C2 (en) 1996-05-07 1996-05-07 Antenna device with a dielectric resonator

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0900455B1 (en)
JP (1) JP2000509923A (en)
BR (1) BR9708915A (en)
DE (2) DE19781732T1 (en)
SE (1) SE506575C2 (en)
WO (1) WO1997042681A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159803A (en) * 1984-12-30 1986-07-19 Harada Kogyo Kk Transmission line coupler for antenna
US5471222A (en) * 1993-09-28 1995-11-28 The Antenna Company Ultrahigh frequency mobile antenna system using dielectric resonators for coupling RF signals from feed line to antenna

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000509923A (en) 2000-08-02
EP0900455B1 (en) 2004-04-14
BR9708915A (en) 1999-08-03
DE19781732T1 (en) 1999-03-25
EP0900455A1 (en) 1999-03-10
WO1997042681A1 (en) 1997-11-13
SE9601737L (en) 1997-11-08
DE69728661D1 (en) 2004-05-19
SE9601737D0 (en) 1996-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3923530B2 (en) Wireless communication device
EP1590857B1 (en) Low profile dual frequency dipole antenna structure
US6337667B1 (en) Multiband, single feed antenna
JP5333235B2 (en) ANTENNA DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME
EP0790666A1 (en) A combined structure of a helical antenna and a dielectric plate
ATE242551T1 (en) HELICAL ANTENNA FOR FREQUENCIES ABOVE 200 MHZ
US20200411224A1 (en) Radio frequency transformer winding coil structure
EP0825672A3 (en) A dual frequency antenna
ATE274755T1 (en) ANTENNA
SE512062C2 (en) Method and apparatus for improving the efficiency and bandwidth of an antenna on a portable equipment
TW431018B (en) Flexible diversity antenna
SE514515C2 (en) Compact multi-band antenna
US4890116A (en) Low profile, broad band monopole antenna
KR19980069982A (en) Omni-directional antenna
CN104871368A (en) Antenna
US3961331A (en) Lossy cable choke broadband isolation means for independent antennas
US3259901A (en) Short half-wave antenna with plural loading coils
US20150097754A1 (en) Multiband frequency antenna
JP4848992B2 (en) ANTENNA DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME
EP1859511B1 (en) Rod antenna device
EP1162687A3 (en) Antenna element, adaptive antenna apparatus, and radio communication apparatus
US5173713A (en) Three element inverted conical monopole with series inductance and resistance in each element
WO2007121063B1 (en) Antenna arrangement
SE506575C2 (en) Antenna device with a dielectric resonator
US7113146B2 (en) Broadband monopole

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed