SE506575C2 - Antennanordning med en dielektrisk resonator - Google Patents

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.

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.

' Genom dessa särdrag vinnes en antenn, som tillgodoser den uppställda målsättningen.

Ytterligare fördelar uppnås enligt uppfinningen om uppfin- ningsföremålet även ges ett eller flera av särdragen enligt patentkraven 2-4 och 6-8.

RITNINGSFIGUR Uppfinningen skall nu beskrivas närmre under hänvisning till bifogad ritning, vilken visar ett vertikalt deltvärsnitt genom en antennanordning utförd enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM På marknaden förekommer ett flertal olika s k dielektriska resonatorer, vilka exempelvis används som aktiva element i bredbandsfilter. japanska företaget 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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (8)

10 15 20 25 30 _ n a d därav, 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.

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 anordnad

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 anordnad

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.

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.

6. Antennanordning enligt kravet 5, n n e t e c k - med jord anslutna till jord är an-

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).

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.