SE511431C2 - Antennanordning huvudsakligen för användning i ett fordon - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 511 431 i 2 ledande plattor, ett par monterat på var sida av en vindruta, varje par motsatt till det andra paret. En koaxialkabel kopp- las till insidans plattpar och en avstämningskrets anslutes över utsidans plattpar. En antenn anslutes till utgången på avstämningskretsen. Koaxialkabeln år sålunda kopplad direkt genom vindrutan, utan ett mellanliggande avstämningsnätverk.

I tidigare försök till att skapa tvåbandsantenner för ett kom- munikationsaggregat i fordon, innefattar antennaggregatet lik- nande delar såsom beskrivs i US-patent nr. 5,457, 468, förutom att antennstrålaren är avstämd för två frekvenser och att av- stämningskretsen på insidan av fönstret justeras för två resonansfrekvenser. En bra prestanda i båda frekvensbanden har varit svårt att uppnå på detta sätt.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla ett antenn- aggregat av typen som nämnts ovan i första paragrafen, vilken fungerar med god prestanda i åtminstone två frekvensband.

Enligt uppfinningen uppnås detta syfte genom ett antenn- aggregat, innefattande åtminstone en antennstrålare fixerad till en elektriskt ledande bas, denna bas är en första del av en kopplingskapacitans som överför RF-signalen genom en di- elektrisk skiva. Ett kopplingsorgan som samverkar med basen placeras på insidan av skivan direkt motstående basen. En koaxialkabel från fordonets radio- eller kommunikations- aggregat anslutes till denna enhet, vilken innefattar en dosa av åtminstone delvis elektriskt ledande material, vilken har åtminstone två plattor vända mot skivan, där en första platta, ansluten i serie med en förbindelseledning, avstämmes för ett första frekvensband och en andra platta, ansluten i serie med 23223seö.doc; 1999-04-27 10 15 20 25 30 V3 511431 en andra förbindelseledning, avstämmes för ett andra frekvens- band. Den andra änden av förbindelseledningarna anslutes till koaxialantennens ledare. Plattorna samverkar med åtminstone nämnda ledande bas vilken är monterad på utsidan av skivan, vilken kan vara av vilken som helst sorts icke-ledande material så länge som de elektriska egenskaperna hos materialet möjliggör överföring av signaler med önskad impe- dans för kopplingskapacitanserna som bildas mellan basen och plattorna.

En fördel med föreliggande uppfinning är att ett enda antenn- aggregat kan användas för vilken kommunikationsapparat som helst som fungerar i två band såsom GSM 900/1800 MHz.

En ytterligare fördel är att föreliggande uppfinning tillåter en antenn att monteras och tas bort utan att någon skada upp- står på fordonet. Ännu en annan fördel är att föreliggande uppfinning tillåter separata avstämningskretsar för olika frekvensband, vilket i sin tur ger en förbättrad prestanda hos antennen.

De föregående och ytterligare syften, finesser och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att bli uppenbara från den detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsform av densamma, vilken sker med hänvisning till bifogade ritningar.

Kortfattad beskrivning av ritningar Fig. 1 är en principskiss av en föreslagen yttre antenn- strålare för två frekvensband. 232235eö.d0<:; 1999-04-27 10 15 20 25 30 511431 f, Pig. 2 är ett schematiskt tvärsnitt av kopplingsorganet vilket är monterat på insidan av skivan och basen vilken är monterad på utsidan av skivan.

Fig. 3 är ett schematiskt tvärsnitt av kopplingsorganet med en alternativ anslutning av koax alkabeln till förbindelse- ledningarna.

Fig. 4 är en tvärsnittsvy av kopplingsorganet enligt en före- dragen utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5 och 6 är sidovyer av en alternativ utföringsform av kopplingsorganet.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Ett antennaggregat innefattande en yttre modul l vilken enligt figur 1 innefattar en strålare med en första strålande del 16 och en andra strålande del 17, där nämnda första del 16 av- stämmes för ett första frekvensband och nämnda första och andra strålande del 16, 17 tillsammans avstämmes för ett andra lägre frekvensband. Den första och andra delen 16, 17 av strålaren är i elektrisk kontakt med varandra och radiatorn är i elektrisk kontakt med en elektriskt ledande bas 15, vilken monteras mot en första sida av en skiva, till exempel utsidan av en vindruta genom att använda självhäftande tejp. Impedan- sen hos systemet bestäms av längden och utförandet av strålaren i kombination med avstämningskretsarna i ett kopp- lingsorgan monterat på en andra sida, direkt motstàende till den första sidan, av skivan, till exempel insidan av denna vindruta. 23223seö.doc: 1999-04-27 10 15 20 25 30 25 511431 Kopplingsorganet 20, 30 innefattande en dosa 14 av åtminstone delvis elektriskt ledande material, inkluderande ett jordplan 13, utgör, tillsammans med basen 15 på utsidan av skivan, för- bindelsen för överföring av radiovågor från och till stràlaren 16, 17 samt till och från en kommunikationsradio i fordonet via en antennkabel 6. Dosan har en öppen första sida som är vänd mot insidan av skivan 18 och är placerad direkt mot- stående basen 15.

I fig. 2 består denna första sida av ett kretskort (inte visat) vilket inkorporerar styrmedel för kapacitanser och/eller induktanser i form av ledande plattor 10, 12, och förbindelseledningar 9, 11. En del av eller hela jordplanet 13 kan också inkorporeras på kretskortet och anslutas till en yttre ledare 7 hos koaxialkabeln 6. Den första sidan av dosan 14 täcks åtminstone delvis av ett vidhäftande material, till exempel dubbelsidig tejp (inte visad), för att fästa dosan till insidan av skivan 18. Ett hölje 5 hos den yttre modulen 1 anslutes på liknande sätt till utsidan av skivan 18, där basen 15 innefattar åtminstone en basplatta anordnad direkt mot- stående till de ledande plattorna 10, 12 på insidan av skivan 18. Basen 15 anslutes direkt till den första strålande delen 16 hos den yttre modulen.

Ett alternativt sätt (inte visat) av implementering av upp- finningen är att tillhandahålla samma antal av basplattor i basen 15 motsvarande antalet av ledande plattor 10, 12 på in- sidan av skivan 18.

En ledare 8 hos koaxialkabeln 6 anslutes till en första för- bindelseledning 9 i serie med en första ledande platta 10, och en andra förbindelseledning 11 i serie med en andra ledande platta 12. Syftet med förbindelseledningarna 9, 11 är att av- 23223596. dOC; 1999-04-27 10 15 20 25 30 511431 stämma de ledande plattorna 10, 12 och jordplanet 13 på så sätt att RF-signaler i ett första frekvensband till exempel 1800 MHz-bandet, i huvudsak kopplas genom skivan via den första ledande plattan 10 och basen 15, och RF-signaler i ett andra frekvensband, till exempel 900 MHz-bandet, i huvudsak kopplas genom skivan via den andra ledande plattan 12 och basen 15. Kritiska dimensioner är storleken av de ledande plattorna 10, 12 och basen 15 och längden och utformningen av förbindelseledarna 9, 11 och jordplanet 13.

En första länk via den forsta strålande delen 16 och bas- plattan 15 hos den yttre modulen 1, den första ledande plattan 10 och den första förbindelseledningen 9 har en avstämd impe- dans som motsvarar ett första frekvensband, till exempel 1800 MHz för att avstämma impedansen hos koaxialkabeln 6. En andra länk via den första och andra delen 16, 17 och basplattan 15 hos den yttre modulen 1, den andra ledande plattan 12 och den andra förbindelseledningen 11 har en avstämd impedans som mot- svarar ett andra frekvensband, till exempel 900 MHz för att avstämma impedansen i nämnda koaxialkabel 6. Koaxialkabeln är en antennkabel vilken är ansluten till en radio- eller kom- munikationsapparat och används som en del av ett system.

Stràlaren vilken är ansluten till basplattan 15 kan också vara av en typ som är konstruerad för ett enkelt frekvensband, vilket innebär att antennaggregatet justeras endast till ett frekvensband.

Figur 3 visar en alternativ utföringsform av avstämnings- kretsen hos kopplingsorganet 30, där en forsta ände av en in- duktans 19 ansluts till den andra förbindelseledningen 11 i serie med den andra ledande plattan 12, en andra ände av nämnda induktans 19 ansluts till ledaren 8 hos koaxialkabeln 6. 23223$eÖ.d0C; 1999-04-27 10 15 20 25 30 511431 Figur 4 visar ett huvudkretskort 40 och ett andra kretskort 41, med ett jordplan i tvärsnitt, vilka bildar en utförings- form av föreliggande uppfinning, innefattande en förbindelse- ledning 9 och en första platta 10, avstämd för en första frekvens, och en sammankoppling 11 och en andra platta 12, där förbindelseledningen 9 i serie med kretskortets krets 11 och den andra plattan 12 avstämmes för en andra lägre frekvens såsom beskrivits tidigare. Förbindelseledningen 9 är en ledare 8 av en avskalad del av koaxialkabeln 6. Dessutom är en yttre ledare 7 hos koaxialkabeln 6 ansluten till ett jordplan 13, vilket är inbyggt i det andra kretskortet 41.

Utformningen av jordplanet 13 justeras för att avstämma det lägre frekvensbandet, vilket är känt enligt teknikens stånd- punkt. Jordplanet justeras till det lägre frekvensbandet eftersom prestandan hos det högre frekvensbandet fungerar tillfredställande. En justering av det högre frekvensbandet skulle, å andra sidan, inte ge en tillfredställande prestanda i det lägre bandet.

Figur 5 och 6 visar två alternativa sätt att ansluta plattorna 10, 12 till koaxialkabeln 6. I stället för att implementera förbindelsen mellan platta 10 och 12 på ett kretskort är för- bindelsen gjord av en ledningstrád 11, såsom visas i figur 5 eller av en ledningstrád 11 och en spole 19, såsom visas i figur 6. Dessa utföringsformer är dyrare att tillverka, men har fördelen av en bättre prestanda jämfört med utförings- formen visad i figur 4.

För prestandan av antennanordningen, i alla tidigare beskrivna utföringsformer, är det viktigt var förbindelseledarna 9, 11 fysiskt är anslutna till de ledande plattorna 10, 12. Den 23223seo. doc; 1999-04-27 10 511 431 bästa prestandan uppnås när förbindelsen är så ligt till mitten på respektive ledande platta.

Basen 15, i tidigare beskrivna utföringsformer uppfinning, innefattar åtminstone en basplatta skivan, där nämnda basplattor är anslutna till nära som möj- av föreliggande som är vänd mot den första och andra delen 16, 17 hos strålaren. Den första och andra ledande plattan 10, basplattan hos basen l5. 12 är kapacitivt kopplade, genom skivan 18, till 23223566. dOC; 1999-04-27

Claims (16)

10 15 20 25 30 39 511451 Patentkrav

1. Antennaggregat i huvudsak för kommunikationsapparater i ett fordon, där aggregatet är anordnat mot en skiva (18) hos fordonet, där nämnda aggregat innefattar - en yttre modul (1) med åtminstone en strålare (16, 17), anpassad för åtminstone ett första och ett andra frekvensband, kopplad till en elektriskt ledande bas 15 vilken är anbringad på utsidan av nämnda skiva (18), - ett anslutningsorgan (20, 30) som samverkar med nämnda bas och är placerad på insidan av nämnda skiva (18) direkt motstående nämnda bas, där det finns en koaxialkabel (6) från kommunikationsapparaten ansluten till nämnda kopplingsorgan (20, 30), vilket kopplingsorgan innefattar en dosa (14) in- kluderande en jordning (13), kännetecknat av att - en ledare (8) i nämnda koaxialkabel (6) anslutes till två separata förbindelseledare (9, ll), - en första förbindelseledning (9), vilken tillsammans med en första ledande platta (10) och nämnda bas (15), huvudsak- ligen överför signaler i ett första frekvensband, - en andra förbindelseledning (ll), vilken tillsammans med en andra ledande platta (12) och nämnda bas (15), huvudsak- ligen överför signaler i ett andra frekvensband, - nämnda första förbindelseledning (9) är en enkel ledare som tillsammans med en koppling mellan första plattan (10) och nämnda bas (15) och nämnda jordning (13) möjliggör en över- föring av signaler via nämnda strålare (16, 17) på utsidan av nämnda skiva (18) avstämd för nämnda första frekvensband, - nämnda andra förbindelseledning (11) är en enkel ledare som tillsammans med en koppling mellan nämnda andra platta (12) och nämnda bas (15) och nämnda jordning (13) möjliggör en överföring av signaler via nämnda strålare (16, 17) på utsidan 23223566. doc; 1999-04-27 10 15 20 25 30 511431 10 av nämnda skiva (18) avstämd för nämnda andra frekvensband, och - nämnda kopplingsorgan (20, 30) på insidan av skivan (18) justeras på ett sådant sätt att den tillsammans med nämnda bas (15) på utsidan av skivan (18) tillhandahåller en karaktäris- tisk impedans för två separata frekvensband, inkluderande strökapacitanser, strö- och läckinduktanser, resistenser kopp- lade i serie och parallellt, varvid nämnda impedans är ungefär densamma som för koaxialkabeln.

2. Antennaggregat enligt krav l, kännetecknat av att nämnda första och andra ledande platta (10, 12) är kapacitivt kopp- lade till en enkel basplatta (5) i basen (15), varvid nämnda basplatta är vänd mot skivan (18).

3. Antennaggregat enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att utformningen av nämnda jordplan (13) avstämmes till den lägre av nämnda frekvensband.

4. Antennaggregat enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att respektive förbindelseledning (9, 11) kopplas elektriskt ungefär till mitten på respektive ledande plattor (10, 12).

5. Antennaggregat enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att åtminstone en förbindelseledning (9, 11) är inbyggd i ett huvudkretskort (14).

6. Antennaggregat enligt krav 5, kännetecknat av att nämnda jordplan är inbyggt i ett andra kretskort (41). 23223566. dOC; 1999-04-27 10 15 20 25 30 11 511431

7. Antennaggregat i huvudsak för kommunikationsapparater i ett fordon, där aggregatet, vilket är anordnat mot en skiva av fordonet, innefattar - en strålare (16, 17) anpassad för åtminstone ett första och ett andra frekvensband kopplat till en elektriskt ledande bas (15), vilken är anordnad mot utsidan av skivan, - ett anslutningsorgan (20, 30) som samverkar med basen och är placerad på insidan av skivan direkt motstående basen, där det finns en koaxialkabel (6) från kommunikationsapparaten an- sluten till kopplingsorganet, - nämnda kopplingsorgan innefattar en dosa (14) med en första sida som är vänd mot basen, vilket kopplingsorgan också innefattar en jordning (13) ansluten till en yttre ledare (7) hos koaxialkabeln (6), där nämnda koaxialkabel har en ledare (8) isolerad från dosan (14), kännetecknat av att - nämnda ledare (8) fràn dosan (14) anslutes via två av- stämningskretsar (9, ll, 19) till två oberoende anordnade ledande plattor som är vända mot den första sidan av nämnda dosa (14), varvid nämnda avstämningskretsar (9, ll, 19) anpas- sas för att möjliggöra medel för signalöverföring i nämnda första frekvensband via strálaren (16, 17), basen (15), den första ledande plattan (10), avstämningskretsarna (9, ll, 19) till koaxialkabeln (6), och i nämnda andra frekvensband via strålaren (16, 17), basen (15), den andra ledande plattan (12), avstämningskretsarna (9, ll, 19) till koaxialkabeln (6).

8. Antennaggregat enligt krav 7, kännetecknat av att nämnda första och andra ledande platta (10, l2) är kapacitivt kopp- lade till en enda basplatta (5) i basen (15), varvid nämnda basplatta är vänd mot skivan (18).

9. Antennaggregat enligt krav 7 och 8, kännetecknat av att avstämningskretsen innefattar en första förbindelseledning (9) 23223seö. doc; 1999-04-27 10 15 20 25 30 511 431 i '12 i serie med en första ledande platta (10), vilken är avstämd för ett första frekvensband och en andra förbindelseledning (11) i serie med den andra ledande plattan (12), vilken är av- stämd för ett andra frekvensband.

10. Antennaggregat enligt krav 7 eller 8, kännetecknat av att avstämningskretsen innefattar en första förbindelseledning (9) i serie med en första ledande platta (10), vilken är avstämd för ett första frekvensband och en spole (19) i serie med en andra förbindelseledning (11) och en andra ledande platta (12), vilken är avstämd för ett andra frekvensband.

11. Antennaggregat enligt krav 9 eller 10, kännetecknat av att nämnda avstämningskretsar (9, 11, 19) är justerade på sådant sätt att de tillsammans med nämnda ledande plattor (10, 12), nämnda jordplan (13) och nämnda bas (15) tillhandahåller en karaktäristisk impedans för två separata frekvensband, där nämnda impedans är ungefär densamma som för nämnda koaxial- kabel (6) för vart och ett av nämnda frekvensband.

12. Antennaggregat enligt krav 11, kännetecknat av att nämnda karaktäristiska impedans innefattar strökapacitanser, strö- och läckinduktanser, serie- och parallellkopplade resistenser.

13. Antennaggregat enligt något av kraven 7-12, kännetecknat av att utformningen av nämnda jordplan (13) justeras till den lägre av nämnda frekvensband.

14. Antennaggregat enligt något av kraven 9-13, kännetecknat av att respektive förbindelseledning (9, 11) kopplas elekt- riskt ungefär till mitten på respektive ledande platta (10, 12). 23223seö.doc; 1999-04-27 V13 511431

15. Antennaggregat enligt något av kraven 7-14, kännetecknat av att åtminstone en förbindelseledning (9, ll) är inbyggd i ett huvudkretskort (40).

16. Antennaggregat enligt krav 15, kännetecknat av att nämnda jordplan är inbyggt i ett andra kretskort (41). 23223seö.doc; 1999-04-27