SE513162C2 - Antennanordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 5-13 162 separata elementen, och à andra sidan för sammansättning av elementen. Användningen av flera element resulterar också i ackumulerade och mer vitt spridda toleranser. Vidare sätter användningen av fjädrar och separata detaljer inkluderande fjädrar båda krav på utformningen och materialen för att erhålla lång hållbarhet.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett ändamål med denna uppfinning att tillhandahålla en antennanordning av ovan nämnt slag, varvid problemen med den kända tekniken är eliminerade eller åtminstone reducerade.

Detta uppnås genom att: den första änddelen är försedd med första och andra kontaktytor för ingrepp med en inneryta hos hylsan; de första och andra kontaktytorna är axiellt åtskilda i förhållande till en längsgående axel för det làngsträckta antennelementet och riktande i olika riktningar; en tredje kontaktyta är arrangerad för ingrepp med det làngsträckta antennelementet, mellan den första änddelen och den andra änden; och, kontaktytorna, hylsan och det làngsträckta antenn- elementet är arrangerade för att böja det làngsträckta antenn- elementet för att skapa en fjäderkraft i det làngsträckta antennelementet i ändamål att uppnå sagda mekaniska låsning i det utdragna läget.

På detta sätt innehåller antennanordningen endast en rörlig del, det làngsträckta antennelementet, sålunda reducerande kostnaderna för produktion och sammansättning.

Ytterligare viktiga särdrag hos uppfinningen är minskad vikt och behov endast av ett mindre utrymme.

Genom arrangemanget av kontaktytor i änddelen av det làngsträckta antennelementet erhålls en antennanordning, 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 513 162 vilken kan framställas vid en enkel process till minskade kostnader i jämförelse med anordningar enligt den kända tekni- ken. När kontaktytorna är anordnade pà en förstorad del kan den förstorade delen vara tillverkad genom gjutning (t ex pressgjutning eller metallinjektionsgjutning), vilket bidrar till kostandsminskningen.

Genom användning av en del av det làngsträckta antennelementet som en fjäder för att erhålla stopp- eller kvarhàllningsfunk- tionen i utdraget läge kan en längre fjäderlängd erhållas än vid anordningarna enligt känd teknik. Detta är mycket fördel- aktigt eftersom konstruktioner med lång fjäderlängd inte är så känsliga, och stopp- eller kvarhållningskraften inte beror pà höga toleranser, varför de är mycket stabila. Avseende kon- struktioner enligt känd teknik med korta fjädringslängder, är motsatsen giltig. De är mer känsliga och stopp- eller kvar- hàllningskraften beror mer på höga toleranser och det finns en risk för instabilitet.

Genom introduktionen av en böjningskraft i det làngsträckta antennelementet undviks skallring (dvs vibrationer i antenn- elementet pà grund av yttre krafter), eller åtminstone reduce- ras dessa.

Genom arrangemanget av en insnörning eller skuldra vid den andra änden av höljet kan det behövliga utrymmet reduceras eftersom inget stopperelement utanför höljet är nödvändigt.

Genom att kontaktytan är konvex eller rundad, dvs krökt i två vinkelräta riktningar, tillförsäkras att dragkraftvariationen minimeras, och detta särdrag resulterar också i en jämn rörelse när den utdragna positionen etableras.

Genom arrangemanget av ett antennelement (t ex en helixradia- tor eller meanderradiator) åtminstone partiellt omgivande det 23339; 99-11-12 10 15 20 25 513 162 långsträckta antennelementet, erhålls en förbättrad antenn- anordning, med goda prestanda i stand-bymod när det långsträckta antennelementet är i det indragna läget. Och med goda prestanda i samtalsmod när det långsträckta antennelemen- tet är i det utdragna läget.

Kortfattade beskrivning av ritningarna Figur 1 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i ett utdraget läge, i enlighet med en första utfö- ringsform av uppfinningen.

Figur 2 är en förstorad schematisk sidovy av en förstorad del av antennsprötet i figur 1.

Figur 3 är en förstorad perspektivvy av en förstorad del av antennsprötet i figur l.

Figur 4 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i indraget läge, i enlighet med den första utfö- ringsformen av uppfinningen.

Figur 5 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i utdraget läge, i enlighet med en andra utförings- form av uppfinningen.

Figur 6 är en förstorad schematisk sidovy av en förstorad del av antennsprötet i figur 5.

»Figur 7 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i utdraget läge, i enlighet med en tredje utfö- ringsform av uppfinningen.

Figur 8 är en förstorad schematisk sidovy av en förstorad del av antennsprötet i figur 7. 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 513 162 Figur 9 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i utdraget läge, i enlighet med en fjärde utfö- ringsform av uppfinningen.

Figur 10 är en schematisk partiell sektionsvy av en antenn- anordning, i utdraget läge, i enlighet med en femte utförings- form av uppfinningen.

Figur 11 visar en strålande struktur inkluderad i antennanord- ningen enligt figur 10.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Utföringsformen i fig 1 avser en antennanordning 1 för en mobil radiokommunikationsanordning, varvid ett utdragbart antennspröt 2 är glidbart inuti ett hölje 3 för en helix- radiator 4. Vid den undre delen av höljet 3 är en hylsa 5 arrangerad och delvis innesluten av ett sockelorgan 6, vilket tjänar som ett stöd, på vilket höljet är monterat, och i vilket hylsan 5 är fastsatt. På den övre delen av hylsan 5 är ett rörformigt organ 7 inrättat, vilket tjänar som en hållare för spolen (helixformig radiator) 4. När hylsan 5 (och det rörformiga organet 7) är gjort av ett ledande material matas RF-energi via denna (dessa) mellan spolen och sända- re/mottagarkretsarna hos radiokommunikationsanordningen_ I fallet att materialet i höljet 5 är icke ledande, matas spolen via en matningsdel och separat förbindning med sän- dare/mottagarkretsarna hos radiokommunikationsanordningen (ej visat).

Antennsprötet 2 är ett antennelement inkluderande ett làngsträckt strålande element 22, vilket kan vara av nickel- titanium. Det strålande elementet 22 är täckt med ett iso- lerande och skyddande skikt förutom vid en undre del av det strålande elementet 22, vilken ska införas i ett organ bil- 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 513 162 dande en förstorad del, som förklaras nedan. En övre del av antennsprötet 2 kan vara gjort av ett isolerande material 23 så att när den är i sitt återdragna läge, det strålande ele- mentet 22 inte är omgivet av spolen 4 (figur 3).

Antennsprötet 2 är vid sin undre ände försedd med en förstorad del 8. Den förstorade delen 8 inkluderar vid var och en av dess båda ändar en utskjutande del, vilken har krökta ytor 81, 82. De två krökta ytorna 81, 82 är riktade i olika riktningar i förhållande till en längsaxel 21 av det långsträckta antenn- elementet 2, företrädesvis med en skillnad av l80°.

Som framgår av figur 1, är den förstorade delen 8 en separat del, vilken är försedd med en genomgående borrning 83 för mot- tagning av den undre delen av antennsprötet 2 (och av det strålande elementet 22). Borrningen 83 är belägen i centrum av den förstorade delen 8 och den förstorade delen 8 är symmet- risk så att den har samma utseende och funktion när den rote- ras l80° i papperets plan. Den förstorade delen 8 är företrä- desvis gjord av zink, vilket tillåter zinkmetallgjutning för dess framställning. Den kan också vara framställd genom metallinjektionsgjutning (MIM). Den förstorade delen 8 är fäst vid antennsprötet 2 genom pressning, inpressning in i den för- storade delen 8, lödning, limning eller liknande. På grund av dess symmetri är montering av den förstorade delen 8 förenk- lad, eftersom änden av antennsprötet 2 kan introduceras in i borrningen 83 från vardera av dess båda öppningar, emedan den förstorade delen 8 kommer att ha samma form. Orientering av det separata organet, som utgör den förstorade delen 8 är där- för inte nödvändig under tillverkningen, och ett komplicerat steg i tillverkningsprocessen är härigenom eliminerat.

I figur 4 visas antennanordningen med antennsprötet 2 i dess indragna läge. Antennsprötet 2 förflyttas till dess utdragna 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 513 1,62 läge genom dragning i knoppen 24, vilken också tjänar som en stoppare för det återdragna läget. Antennsprötet 2 glider sedan genom hylsan 5 och höljet 3, och utgår genom öppningen 31. öppningen 31 är cirkulär och uppvisar en kontaktyta 32, vilken är ringformig. Vid slutet av denna rörelse kommer den förstorade delen 8 att äntra hylsan 5 genom den undre öpp- ningen, först med den utskjutande delen uppbärande den krökta ytan 81. Antennsprötet, kontaktytan 32, de utskjutande delarna med deras krökta ytor 81, 82 och hylsan 5 är formade så att när ytan 82 äntrar hylsan 5 kommer den att kontakta kanten 51 och glida därpå tills den glider på innerytan av hylsan 5, under det att ytan 81 glider på innerytan av hylsan 5 på den motsatta sidan. När ytan 82 glider på kanten 81 vrids den för- storade delen 8 något i papperets plan och förflyttas antenn- sprötet 2 mot kontaktytan 32 på höljet 3 tills de är i kon- takt. Vridningen fortsätter tills ytan 82 glider på innerytan av hylsan 5. Sedan kommer antennsprötet 2 att bli något krökt på grund av fjäderkraften skapad däri genom antennsprötets 2 flexibilitet, och trycket på de tre kontaktytorna (varav två är inkluderade i ytorna 81 och 82). Formerna och belägenhe- terna av ytorna 32, 81 och 82 är valda för erhållande av den önskade fjäderkraften i antennsprötet 2. Fjäderkraften och friktionen mellan kontaktytorna och ytorna som glider därpå orsakar ett motstånd när antennsprötet 2 dras ut. En önskad. kvarhàllnings- eller låsfunktion uppkommer också, så att antennsprötet 2 kommer att kvarstanna i dess utdragna läge tills den utsätts för en viss yttre kraft för dess indragning.

Sålunda är läsningen eller kvarhållningsfunktionen mekanisk, i synnerhet genom friktion.

När antennsprötet 2 har nått det utdragna läget kontaktar den övre delen 84 av den förstorade delen 8 ytan 52, vilken är en yta av en ansats eller en förträngning i den övre änden av 23339; 99-l1-l2 10 15 20 25 30 '513 1.62 hylsan 5, och ytterligare rörelse i utdragningsriktingen för- hindras. Ytan 52 är plan med en annulär form och kan vara kon- taktad av den övre delen 84 av den förstorade delen 8 pà många sätt beroende på formen av den övre delen 84. Kontaktområdet där ytan 52 och den övre delen 84 är i kontakt kan t ex vara annulär eller annulärt fördelad.

Som framgår på figur 3 är var och en av ytorna 81 och 82 inte endast krökt i ett plan för glidrörelsen, utan också i ett plan vinkelrätt därtill för att bilda en konvex yta. Denna kurvform är företrädesvis överensstämmande med innerytan 5, vilken företrädesvis är cirkulärcylindrisk. Ytorna 86 är före- trädesvis väsentligen plana och företrädesvis parallella med motsvarande ytor på den motstående sidan.

Eftersom det strålande elementet 22 i antennsprötet 2 är fram- ställt av en flexibel tråd eller spröt, och den förstorade delen 8 är formad som ett stelt element, vilket är stelt fäst vid antennsprötet 2, utövas fjäderverkan genom det strålande elementet 22.

Hylsan 5, som visas är rörformig och har cirkulär tvärsektion.

Emellertid kan den vara formad med någon annan tvärsektion, företrädesvis väsentligen överensstämmande med tvärsektionen för den förstorade delen 8, för att ge styrning till den för- storade delen 8 och antennsprötet 2, så att de inte kan vridas kring sina längsaxlar (eller axeln för borrningen). Hylsan 5 kan t ex ha plana väggsektioner parallella med planet för rit- ningspapperet.

Om hylsan 5 är gjord av ett ledande material, matas RF-energi mellan antennsprötet 2 och sändare/mottagarkretsarna hos radiokommunikationsanordningen via hylsan 5. Ett kontaktorgan 9 etablerar en ledande kontakt mellan en PCB (tryckt krets- kort) hos sändare/mottagarkretsarna och hylsan 5. Kontakt- 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 51-3 1.62 trycket på kontaktytorna hos förstorade delen 8 och de motsva- rande ytorna hos hylsan 5 är tillräckliga för etablering av ledande kontakt. Eftersom den förstorade delen 8 är fäst vid det strålande elementet 22 så att de är i god ledande kontakt, kan RF-energi sålunda matas till och från antennsprötet 2.

I fallet när hylsan 5 är gjord av ett icke ledande material, kan RF-energi kopplas till och från antennsprötet 2 via spolen 4, kapacitivt och/eller induktivt, eller genom kapacitiva och/ eller induktiva kopplingsorgan, t ex arrangerade i eller på sockelorganet 6.

För montering av antennanordningen kan det undre området av hylsan 5 eller höljet 3 omfatta en gängad del för gängingrepp med en portabel kommunikationsanordning. Alternativt kan hyl- san 5 eller höljet 3 vara försedda med organ för insnäppningsingrepp med den portabla kommunikationsanord- ningen. När höljet 5 används för den fysiska monteringen av antennanordningen kan monteringsdelarna användas för de ledande förbindningarna, förutsatt att de är gjorda av ledande material, och kontaktorganet 9 kan uteslutas.

Figur 5 visar en andra utföringsform av en antennanordning l i enlighet med uppfinningen. Denna utföringsform skiljer sig från den i figur 1 genom att den förstorade delen 8 har en annan form. Som framgår i figur 6 har den förstorade delen 8 en form som ett hundben. Den kan vara rotationssymmetrisk kring en längsaxel 85, förutom för borrningen 83, vilken är anordnad med en vinkel a > N i förhållande till längsaxeln 85.

Den förstorade delen 8 skulle också kunna ha plana ytor paral- lella med papperets plan. Funktionen och fördelarna med anord- ningen enligt denna utföringsform är liknande den för den första utföringsformen och ingen ytterligare förklaring är nödvändig. 23339; 99-11-12 10 15 20 25 30 513 162 10 Figur 7 visar en tredje utföringsform av en antennanordning 1 i enlighet med uppfinningen. Denna utföringsform skiljer sig från den i figur 1 genom att den förstorade delen 8 har en annan form. Som framgår på figur 8 har den förstorade delen 8 en form som ett spröt med rundade ändar. Den kan vara rota- tionssymmetrisk kring en längsgående axel 85, förutom för borrningen 83, vilken är anordnad med en vinkel a > 0° i för- hållande till längsaxeln 85. Den förstorade delen 8 skulle också kunna ha plana ytor parallella med papperets plan. Funk- tionen och fördelarna med anordningen enligt denna utförings- form är liknande den för den första utföringsformen och ingen ytterligare förklaring är nödvändig.

I figur 9 visas en fjärde utföringsform av antennanordningen 1 enligt uppfinningen. Vid denna utföringsform är två ytor 81, 82, var och en inkluderande en kontaktyta, formade genom böj- ning av den undre, icke-isolerade delen av det strålande ele- mentet 22. Ytorna 81, 82 är vända i olika riktningar, företrä- desvis med en skillnad av 180°. Funktionen och fördelarna med anordningen enligt denna uppfinningen är liknande den vid den första utföringsformen och ingen ytterligare förklaring är nödvändig.

I figur 10 visas en femte utföringsform av en antennanordning l i enlighet med uppfinningen. Vid denna utföringsform har spolen 4 i de tidigare utföringsformerna uteslutits och en strålande struktur 41 har insatts mellan sockelorganet 6 och höljet 3. Den strålande strukturen 41 omfattar, såsom visas i figur ll, ett ledande mönster arrangerat på en flexibel bärare, vilken under tillverkning fästs vid sockelorganet 6 före monteringen av höljet 3. Den strålande strukturen 41 är förbunden med sändare/mottagarkretsarna hos radiokommunika- tionsanordningen via matningspunkten 41. Det visade strålande mönstret inkluderar två meanderelement, även om andra typer av 23339; 99-11-12 10 15 513 1162 ll strålande mönster skulle kunna användas. Antennsprötet 2 och hylsan 5 som tillhandahålls vid denna utföringsform skulle kunna vara av ett av de ovan beskrivna slagen.

Genom arrangemanget av tre kontaktytor för att skapa en böj- ningskraft i antennsprötet 2 uppnås att böjningskraften, glid- motståndet och kvarhàllningskraften (i utdraget läge) är enkla att förutbestämma. Vidare är toleranskraven för den förstorade delen 8 eller den krökta delen av det strålande elementet 22 lägre än för motsvarande komponenter i anordningar enligt den kända tekniken. Detta resulterar i enklare tillverkning med färre kassationer. Även om uppfinningen beskrivs genom ovanstående exempel är naturligtvis många variationer möjliga inom omfånget för upp- finningen. Det är t ex möjligt att arrangera den förstorade delen 8 som två separata delar, t ex som två kulor med icke koncentriska borrningar, och fixerat anordnade på det strå- lande elementet i lämpliga vridningsinriktningar.

Vidare skulle det beskrivna långsträckta antennelementet kunna vara den yttre teleskopsektionen i en teleskopantenn. 23339; 99-11-12

Claims (18)

10 15 20 25 513 162 12 Patentkrav

1. l. Antennanordning (1) för att sända och mottaga RF-signaler från och till en radiokommunikationsanordning, omfattande: - ett utdragbart långsträckt flexibelt antennelement (2) med första och andra ändar, varav den första änden har en första änddel, - en hylsa (5), genom vilken sagda antennelement (2) är glidbart mellan ett utdraget läge, där den första änddelen är mekaniskt låst i hylsan (5) och ett indraget läge, - en första öppning i en första ände av hylsan (5), genom vilken den första änddelen av sagda antennelement kan introdu- ceras, och en andra öppning (31) i en andra ände av hylsan, genom vilken antennelementet (2) är glidbart, kännetecknad av att - den första änddelen (8) är försedd med första och andra kontaktytor (8l,82) för ingrepp med en inneryta hos hylsan (5), - de första och andra kontaktytorna (8l,82) är axiellt åtskilda i förhållande till en längsgående axel för det långsträckta antennelementet och riktande i olika riktningar, - en tredje kontaktyta (32) är arrangerad för ingrepp med det långsträckta antennelementet (2), mellan den första änd- delen och den andra änden, och - kontaktytorna (32,81,82), hylsan (5) och det långsträckta antennelementet (5) är arrangerade för att böja det långsträckta antennelementet (2) för att skapa en fjäder- 23339; 99-11-12 10 15 20 25 513 162 13 kraft i det långsträckta antennelementet i ändamål att uppnå sagda mekaniska låsning i det utdragna läget.

2. En antennanordning enligt krav 1, varvid - det långsträckta antennelementet (2) vid den första änddelen uppvisar första och andra krökta sektioner uppbärande sagda första respektive andra kontaktytor (8l,82).

3. En antennanordning enligt krav 1, varvid - det långsträckta antennelementet (2), vid den första änddelen (8), inkluderar en förstorad del, på vilken sagda första och andra kontaktytor (81,82) är arrangerade.

4. En antennanordning enligt något av kraven 1-3, varvid - de första och andra kontaktytorna (8l,82) vetter i riktningar, som skiljer sig åt väsentligen l80° från varandra i förhållande till en längsgående axel för det långsträckta antennelementet (2).

5. En antennanordning enligt något av kraven 1-4, varvid - hylsan (5) är väsentligen rörformig och försedd med en förträngning (at 52) vid dess andra ände.

6. En antennanordning enligt något av kraven 1-5, varvid - den tredje kontaktytan (32) har en annulär form.

7. En antennanordning enligt krav 6, varvid - den tredje kontaktytan (32) är arrangerad i förbindelse med en öppning i ett hölje (3), genom vilken det långsträckta antennelementet (2) är glidbart.

8. En antennanordning enligt något av kraven 3-7, varvid 23339; 99-11-12 10 15 20 2513 162 14 - den förstorade delen (8) inkluderar en långsträckt kropp, som har en borrning (83) för mottagning av en första ände av ett flexibelt långsträckt strålande element (22), vil- ket ingår i det långsträckta antennelementet (2), och - den långsträckta kroppen i områden för dess båda ändar är försedd med utskjutande delar vettande i olika riktningar.

9. En antennanordning enligt något av kraven 3-7, varvid - den förstorade delen (8) inkluderar en làngsträckt kropp med en borrning (83) för mottagning av en första ände av ett flexibelt långsträckt strålande element (22) inkluderat i det långsträckta antennelementet (2), och - en längsgående axel (21) för borrningen (83) definierar en vinkel i förhållande till en längsgående axel (85) för den långsträckta kroppen (8).

10. En antennanordning enligt krav 9, varvid - den längsgående kroppen (8) kring ett område vid var och en av dess båda ändar är försedd med en annulär utskju- tande del.

11. En antennanordning enligt något av kraven 8-10, varvid - varje utskjutande del har en krökt yta, vilken inklude- rar en av sagda första och andra kontaktytor (8l,82).

12. En antennanordning enligt krav ll, varvid - de krökta ytorna är konvexa.

13. En antennanordning enligt något av kraven 1-12, varvid 23339; 99-11-12 10 15 20 25 513 162 15 - hylsan (5) är gjord av ett ledande material och är för- bindbar med sändare/mottagarkretsar hos radiokommunikations- anordningen, - den första änddelen (8) inkluderar ett ledande mate- rial, så att ledande kontakt kan etableras via åtminstone en av sagda första och andra kontaktytor (8l,82).

14. En antennanordning enligt något av kraven 1-13, varvid - ett andra antennelement (4) är arrangerat så att det åtminstone partiellt omger det långsträckta antennelementet (2)-

15. l5. En antennanordning enligt något av kraven 1-14, varvid - hylsan (5) är väsentligen rörformig och försedd med åtminstone en plan väggdel, i ett plan parallellt med en längsgående axel för hylsan, och - den första änddelen (8) har en yta för samverkan med sagda plana väggdel, för styrning och förhindrande av vridning av antennelementet (2).

16. En antennanordning enligt något av kraven 1-14, varvid - hylsan (5) är väsentligen rörformig och försedd med två plana väggdelar, vilka är parallella och arrangerade i plan parallella med en längsgående axel för hylsan, och - den första änddelen (8) har ytor för samverkan med sagda plana väggdelar, för styrning och förhindrande av vrid- ning av antennelementet (2).

17. En antennanordning enligt något av kraven 3-16, varvid - det långsträckta antennelementet (2) inkluderar ett flexi- belt långsträckt strålande element (22), och 23339; 99-11-12 513 162 16 - den långsträckta delen (8) inkluderar ett stelt ele- ment, stelt fäst vid det strålande elementet, så att fjäder- verkan utförs i det strålande elementet (22).

18. En radiokommunikationsanordning, kännetecknad av att den är försedd med en antennanordning i enlighet med något av kra- ven 1-17. 23339; 99-11-12