SE513984C2

SE513984C2 - Antenna device for radio communication apparatus, has radiation shield that is functionally integrated with a radiating antenna element to form an actively radiating section

Info

Publication number: SE513984C2
Application number: SE9900445A
Authority: SE
Inventors: Olle Edvardsson; Hans Peter Kurz
Original assignee: Allgon Ab
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-12-04
Also published as: SE9900445D0; SE9900445L

Abstract

A radiation shield (28), made from electrically conductive material, partially surrounds a low noise amplifier. The radiation shield is functionally integrated with a radiating antenna element (27) to form an actively radiating section. The low noise amplifier processes the analog radio frequency signals tapped from or fed to the radiating antenna element. An Independent claim is also included for a radio communication apparatus.

Description

15 20 25 30 513 984 Det skulle därför vara fördelaktigt om en reducering i storlek eller en mer effektiv' användning av det ockuperade utrymmet kunde åstadkommas för en planar inverted F-antenna. It would therefore be advantageous if a reduction in size or a more efficient use of the occupied space could be achieved for a planar inverted F-antenna.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinningen är därför att åstadkomma en mer effektiv användning av det ockuperade utrymmet av en inbyggd antenn.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is therefore to provide a more efficient use of the occupied space by a built-in antenna.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett antennorgan innefattande kretsar vilka är lätta att montera i produktionsprocessen i en radiokommunikationsanordning.Another object of the present invention is to provide an antenna means comprising circuits which are easy to mount in the production process of a radio communication device.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning, enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, är att åstadkomma ett antennorgan innefattande matchningskretsar för att tillåta nämnda antennorgan att kopplas till en kopplingspunkt som har en specifik, matchad impedans tillexempel 50 Ohm.Another object of the present invention, according to a preferred embodiment of the invention, is to provide an antenna means comprising matching circuits for allowing said antenna means to be connected to a connection point having a specific, matched impedance for example 50 ohms.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning, enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, är att åstadkomma ett antennorgan innefattande duplex- eller omkopplingsorgan för att kombinera sândna och separera mottagna frekvenser, lågbrusförstärkarorgan för att förstärka mottagna frekvenser och möjligen effektförstärkarorgan för att effektförstärka de sändande frekvenserna såväl som en kopplingsanordning för att enkelt koppla signalledarna till en kopplingspunk som har en specifik impedans, exempelvis 50 Ohm, och vidare att koppla signalerna till RF kretssystem i radiokommunikationsanordningen.Another object of the present invention, according to a preferred embodiment of the invention, is to provide an antenna means comprising duplex or switching means for combining true and separating received frequencies, low noise amplifier means for amplifying received frequencies and possibly power amplifier means for both power amplifying and power amplifying means. a switching device for easily connecting the signal conductors to a switching point having a specific impedance, for example 50 Ohm, and further for connecting the signals to RF circuit systems in the radio communication device.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning, enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, är att åstadkomma ett antennorgan innefattande medel för att säkert hålla ett SIM-kort och koppla nämnda SIM-kort tillkretssystemet i radiokommunikationsanordningen_ lO 15 20 25 30 513 984 3 Problemen som beskrivs ovan, hur man skall åstadkomma ett planar inverted F-antenna-organ vilken använder det ockuperade utrymmet mer effektivt, löses genom att tillhandahålla ett antennorgan som har en ledande del anordnad över ett jordplansorgan och designat för att bilda en kavitet, eller ett väsentligen begränsat område, i grunden en Faradays bur. Nämnda antenn innefattar vidare kopplingsorgan för att koppla kretssystemet som är anordnat pà ett kretskort med kretssystemet som är anordnat inuti nämnda kavitet.Another object of the present invention, according to a preferred embodiment of the invention, is to provide an antenna means comprising means for securely holding a SIM card and connecting said SIM card circuit system in the radio communication device. The problems described above , how to provide a planar inverted F-antenna means which uses the occupied space more efficiently, is solved by providing an antenna means having a conductive member arranged over a ground plane means and designed to form a cavity, or a substantially limited area, basically a Faradays cage. Said antenna further comprises coupling means for coupling the circuit system arranged on a circuit board to the circuit system arranged inside said cavity.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar nämnda antenn vidare ett matningsorgan som sträcker sig inuti nämnda kavitet och kopplas till en matningspunkt för att mata RF signaler till nämnda matningspunkt. Ändamàlen med föreliggande uppfinning hur ett antennorgan innefattande kretssystem àstadkoms, uppnås i mer detalj enligt en utföringsform genom att tillhandahålla en stödstruktur som innefattar en kavitet och som har en ledande beläggning. Nämnda stödstruktur har en första del som sträcker sig väsentligen ortogonalt mot ett jordplansorgan och nämnda ledande beläggning är i en första ände av nämnda ortogonala del kopplad till nämnda jordplansorgan. Nämnda stödstruktur har vidare en andra del som sträcker sig väsentligen parallellt med nämnda jordplansorgan pà ett avstånd frän detsamma. Nämnda stödstruktur har i nämnda första ände ett kopplingsorgan anordnat till att koppla första kretssystemet lokaliserat i nämnda kavitet till det andra kretssystemet lokaliserat utanför nämnda kavitet. Nämnda kopplingsorgan är också anordnad för att koppla matningsorgan för att mata RF signaler till en matarpost till RF kretssystem lokaliserat utanför nämnda kavitet, företrädesvis i en radiokommunikationsanordning. 10 15 20 25 30 35 513 984 4 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen sträcker sig nämnda matarpunkt från nämnda väsentligen parallella del mot nämnda jordplansorgan.According to a preferred embodiment, said antenna further comprises a feeding means extending inside said cavity and coupled to a feeding point for feeding RF signals to said feeding point. The objects of the present invention, how an antenna member comprising circuit system is achieved, are achieved in more detail according to an embodiment by providing a support structure which comprises a cavity and which has a conductive coating. Said support structure has a first part extending substantially orthogonally to a ground plane member and said conductive coating is connected at a first end of said orthogonal part to said ground plane means. Said support structure further has a second part which extends substantially parallel to said ground plane means at a distance therefrom. Said support structure has at said first end a coupling means arranged to couple the first circuit system located in said cavity to the second circuit system located outside said cavity. Said coupling means is also arranged for coupling supply means for supplying RF signals to a supply station for RF circuit systems located outside said cavity, preferably in a radio communication device. According to a preferred embodiment of the invention, said feed point extends from said substantially parallel part towards said ground plane means.

En fördel med föreliggande uppfinning är att utrymmet som ockuperas av en PIFA (Planar Inverted F Antenna) änvänds effektivare då kretssystemet är inhyst inuti antennen vilket annars skulle ha placerats i omgivande omräden.An advantage of the present invention is that the space occupied by a PIFA (Planar Inverted F Antenna) is used more efficiently when the circuit system is housed inside the antenna which would otherwise have been located in surrounding areas.

En fördel, enligt en utföringsform av uppfinningen, är att kretssystemet som är väsentligt för den effektiva funktionen hos antennen kan placeras i direkt anslutning till antennens matarpunkt och pà så sätt undvika transmissionsförluster.An advantage, according to an embodiment of the invention, is that the circuit system which is essential for the efficient function of the antenna can be placed in direct connection with the feed point of the antenna and thus avoid transmission losses.

Matarpunkten är punkten inuti nämnda kavitet som kopplar nämnda matarorgan till nämnda matarpost.The feed point is the point inside said cavity which connects said feed means to said feed post.

En annan fördel, enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, är att det är möjligt att åstadkomma en matchad antenn som har kopplingsorgan med en specifik impedans, exempelvis 50 Ohm.Another advantage, according to a preferred embodiment of the invention, is that it is possible to provide a matched antenna which has coupling means with a specific impedance, for example 50 Ohm.

Vidare omfattning av föreliggande uppfinnings användning kommer att visa sig av den detaljerade beskrivningen som ges härefter.Further scope of use of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter.

Det skall dock stà klart att den detaljerade beskrivningen och specifika exempel för att indikera föredragna utföringsformer av uppfinningen endast ges i illustrationssyfte, då olika ändringar och modifieringar inom uppfinningens omfång kommer att stà klart för en fackman av denna detaljerade beskrivning.It is to be understood, however, that the detailed description and specific examples for indicating preferred embodiments of the invention are given by way of illustration only, as various changes and modifications within the scope of the invention will become apparent to one skilled in the art from this detailed description.

FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer att förstås mer till fullo av den detaljerade beskrivningen som ges här nedan och de åtföljande ritningarna vilka enbart ges i illustrationssyfte och därför inte är begränsande för föreliggande uppfinning där 10 15 20 25 30 35 513 984 5 figur 1 visar en schematisk tvärsnittsvy av en antenn enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen; Figur 2 visar en schematisk perspektivvy av en antenn enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen; Figur 3-4 visar schematiska topp vyer av antenner enligt föredragna utföringsformer av uppfinningen, där en del av toppen har tagits bort för klarhets skull; Figur 5-8 visar schematiska tvårsnittsvyer av antenner enligt föredragna utföringsformer av uppfinningen; Figur 9 visar en schematisk topp vy av en antenn enligt en föredragen utföringsform; Figur 10 visar en schematisk delvis spökperspektivvy av en GPS antenn enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen; Figur 11 visar en schematisk tvärsnittsvy av en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning som begagnar sig av en traditionell signalledarmatning (; Figur 12 visar en schematisk tvärsnittsvy av en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning som har en mjuk krökningslinje.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be more fully understood from the detailed description given hereinafter and the accompanying drawings which are given by way of illustration only and are therefore not limiting of the present invention in which Figure 1 shows a schematic cross-sectional view. of an antenna according to a preferred embodiment of the invention; Figure 2 shows a schematic perspective view of an antenna according to a preferred embodiment of the invention; Figures 3-4 show schematic top views of antennas according to preferred embodiments of the invention, where a part of the top has been removed for clarity; Figures 5-8 show schematic cross-sectional views of antennas according to preferred embodiments of the invention; Figure 9 shows a schematic top view of an antenna according to a preferred embodiment; Figure 10 shows a schematic partial ghost perspective view of a GPS antenna according to a preferred embodiment of the invention; Figure 11 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention utilizing a traditional signal conductor feed (Figure 12 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention having a soft curvature line).

FÖREDRAGNA uTFöRINGsF-ORMER Figur 1 visar en antenn i en tvärsnittsvy enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen där ett kretskort PCB (Printed Circuit Board) betecknas 101. Ett jordplansorgan 102 är lokaliserat pà en sida av kretskortet 101 och pà den andra sidan är en kretslayout 103 lokaliserat. En antennstödstruktur 104 är belagd med ett ledande lager 105. Stödstrukturen 104 är 10 15 20 25 30 35 513 984 6 kopplingsbar till ett kopplingsorgan 106. Kopplingsorganet 106 kan till exempel bestå av metallkrokar 107 med fjäderverkan för att gripa tag i stödet och fast fixera stödstrukturen 104 i position och elektriskt koppla jordplansorganet 102 till den ledande beläggningen 105. Kopplingsorganet 106 innefattar vidare hankontaktorgan 108 anordnade till att samverka med honkontaktsorgan 109 lokaliserade och fixerade i anslutning till nämnda stödstruktur 104. Hankontaktorganet är kopplat till kretslayoutdiagrammet 103 för vidare koppling till kretssystemet anordnat någon annanstans pà kretskortet PCB 101.PREFERRED EMBODIMENTS Figure 1 shows an antenna in a cross-sectional view according to a preferred embodiment of the invention where a printed circuit board PCB is designated 101. A ground plane means 102 is located on one side of the circuit board 101 and on the other side is a circuit layout 103. located. An antenna support structure 104 is coated with a conductive layer 105. The support structure 104 is connectable to a coupling member 106. The coupling member 106 may, for example, consist of metal hooks 107 having a spring action to grip the support and fix the support structure 104 in position and electrically coupling the ground plane means 102 to the conductive coating 105. The coupling means 106 further includes male contact means 108 arranged to cooperate with female contact means 109 located and fixed in connection with said support structure 104. The male contact means is connected to the circuit layout diagram 103 for further connection to the circuit system. elsewhere on the PCB 101 circuit board.

Stödstrukturen 104 har en kavitet, eller ett väsentligen begränsat utrymme 114. Då stödstrukturen 104 är väsentligen helt omsluten med en ledande beläggning 105, vilken är kopplad till ett jordplansorgan 102, utrymmet 114 utgör en Faradaybur.The support structure 104 has a cavity, or a substantially limited space 114. When the support structure 104 is substantially completely enclosed by a conductive coating 105, which is connected to a ground plane member 102, the space 114 constitutes a Faraday cage.

Detta utrymme 114 är därför skärmat fràn magnetisk och elektrisk strålning och är därför särskilt lämplig för att inhysa kretssystem 110.This space 114 is therefore shielded from magnetic and electrical radiation and is therefore particularly suitable for housing circuit systems 110.

Kretssystemet 110 är kopplat genom honkontaktorganet 109 och hankontaktorganet 108 till kretssystem lokaliserade någon annanstans pà kretskortet PCB 101. En matningsledning 111 är också kopplad till honkontaktorganet 109 för vidare kontakt genom hankontaktorganet 108 till RF kretssystemet (ej visat) lokaliserat pà kretskortet PCB 101. Det är därför klart att han- och honkontaktorganen 109, 108 i sin tur kan ha en eller flera individuella kopplingsorgan för att koppla olika signaler. Matningsledningen är vidare kopplad till en matningspunkt 112 vilken är kopplad till en ledande matningspost 113. Den ledande matningsposten 113 sträcker sig ned mot jordplansorganet till att utgöra en kapacitiv koppling med nämnda jordplansorgan 102. Pà så sätt är en planar inverted F-antenna konstruerad som har ett inre skärmat utrymme lämpligt för att montera komponenter i. lO 15 20 25 30 35 513 984 7 Figur 2 visar en schematisk perspektivvy av en föredragen utföringsform av uppfinningen. En stödstruktur 201 visas i ett genomsiktssnitt för att återge arrangemanget inuti antennorganet. Ett kopplingsorgan 202 griper och kopplar fast stödstrukturen 201 till ett kretskort PCB 203 .Ett jordplansorgan 204 på ovansidan av kretskortet är kopplat genom kopplingsorganet 202 till en ledande beläggning 205 på stödstrukturen 201. Första, andra och tredje kopplingsorganet 206, 207 och 208 kopplas till första, andra och tredje kretssystemet 209, 210 och 211 lokaliserade i en kavitet 212 som definieras av nämnda stödstruktur 201 till kretssystem (ej visade) lokaliserade pà utsidan av nämnda kavitet 212.The circuit system 110 is connected through the female contact means 109 and the male contact means 108 to the circuit system located elsewhere on the circuit board PCB 101. A supply line 111 is also connected to the female contact means 109 for further contact through the male contact means 108 to the RF circuit system (not shown) located on the circuit board PCB 101. therefore, it is clear that the male and female contact means 109, 108 in turn may have one or more individual switching means for coupling different signals. The supply line is further connected to a supply point 112 which is connected to a conductive supply station 113. The conductive supply station 113 extends down towards the ground plane means to form a capacitive coupling with said ground plane means 102. Thus, a planar inverted F-antenna is constructed which has an inner shielded space suitable for mounting components in. Figure 15 shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of the invention. A support structure 201 is shown in a transparent section to represent the arrangement inside the antenna means. A coupling means 202 engages and couples the support structure 201 to a circuit board PCB 203. A ground plane means 204 on the top of the circuit board is connected through the coupling means 202 to a conductive coating 205 on the support structure 201. The first, second and third coupling means 206, 207 and 208 are connected to the first. , second and third circuit systems 209, 210 and 211 located in a cavity 212 defined by said support structure 201 to circuit systems (not shown) located on the outside of said cavity 212.

Kaviteten med dess omgivande ledande beläggning definierar en Faradaybur. En matningspunkt 213 kopplas till nämnda andra och tredje kretssystem 210 och 211, vilka avdelar signalen i mottagande och sändande signaler. Matningspunkten är kopplad till den ledande beläggningen 205 liksom en ledande post 214 som sträcker sig nedåt mot jordplansorganet 204 och väsentligen tvàrsöver den fullständiga bredden av stödstrukturen 201.The cavity with its surrounding conductive coating defines a Faraday cage. A supply point 213 is coupled to the second and third circuit systems 210 and 211, which divide the signal into receiving and transmitting signals. The feed point is coupled to the conductive coating 205 as well as a conductive post 214 extending downwardly toward the ground plane member 204 and substantially across the full width of the support structure 201.

Matningspunkten är kopplad till den ledande matningsposten och den ledande matningsposten kan kopplas till jordplansorganet eller kan definiera en kapacitiv koppling med nämnda jordplansorgan.The feed point is connected to the conductive feed post and the conductive feed post may be connected to the ground plane means or may define a capacitive connection with said ground plane means.

Figur 3 visar en schematisk toppvy enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen där toppdelen har tagits bort. En stödstruktur av ett dielektriskt material 301 har en ledande beläggning 302. Kretssystemet 303 är kopplat genom första och andra kopplingsorgan 304, 305. Kretssystemet 303 är nägot vanligt analogt eller digitalt kretssystem vilket lämpligen positioneras inuti nämnda stödstruktur 301. Det första och andra kopplingsorganet kan vara vilket medel som helst för att elektriskt koppla en eller flera signaler till nämnda första och andra kretssystem 302 och 303, såsom tvinnade kablar, stripline, mikro-stripline, vägledare i samma plan etc. En 10 15 20 25 30 35 513 984 8 matningsledning 306 är kopplad i en ände till kopplingsorgan (ej visade) för vidare anslutning till RF kretssystem och i den andra änden till en matningspunkt 307 vilken är kopplad till en konduktiv post 309, som visas med en prickad cirkel, och som sträcker sig ner mot en jordplansorgan (ej visad) som bildar en kapacitiv anslutning med den samma.Figure 3 shows a schematic top view according to a preferred embodiment of the invention where the top part has been removed. A support structure of a dielectric material 301 has a conductive coating 302. The circuit system 303 is coupled through first and second coupling means 304, 305. The circuit system 303 is a conventional analog or digital circuit system which is suitably positioned within said support structure 301. The first and second coupling means may be any means for electrically coupling one or more signals to said first and second circuit systems 302 and 303, such as twisted cables, stripline, micro-stripline, guides in the same plane, etc. A supply line 306 is connected at one end to coupling means (not shown) for further connection to RF circuit system and at the other end to a supply point 307 which is connected to a conductive post 309, which is shown by a dotted circle, and which extends down towards a ground plane means (not shown) which forms a capacitive connection with the same.

Figur 4 visar en schematisk toppvy enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, där toppdelen har tagits bort. I denna föredragna utföringsform är en matningspunkt 402 kopplad till en duplexer 401. Matningspunkten 402 är lokaliserad ovanför och kopplad till en làngstràckt konduktiv post 403, markerad med prickade linjer, vilken sträcker sig ner mot ett jordplansorgan (ej visad). Duplexern 401 separerar transmitterade och mottagna signaler och kopplar den kottagna signalen till ett filter 404, en làgbrusförstärkare 405 och vidare genom kopplingsorgan (ej visade) till mottagandedelen av RF kretssystemet (ej visad) som är lokaliserad i en bärbar radiokommunikationsanordning (ej visad). På liknande sätt mottages den transmitterade signalen fràn den transmitterande delen av RF kretssystemet (ej visad) som är kopplad till ett filter 406, till en kopplare 401 och matad genom matningspunkten 402. Eventuellt kan också matchningsorgan vara inkluderade i arrangemanget. Följaktligen àstadkoms en planar inverted F-antenna vilken tillhandahåller en anslutning med separerade transmitterade och mottagna signaler som innefattar förstärkning för den mottagna signalen vid det närmast möjliga stället i förhållande till antennens mottagningspunkt vilken är matchad till en 50 Ohms impedans I figur 5 visas en schematisk tvärsnittsvy av en föredragen utföringsform av uppfinningen. Ett stöd 501 är monterat pà ett PCB 502 som har ett jordplansorgan 503 pà ytan som är vänd mot stödet 501 och en kretslayout 504 på den motsatta ytan. Nämnda stöd har en ledande beläggning 505 på en första sida, 10 15 20 25 30 35 513 984 9 ortogonalt mot nämnda jordplansorgan 503, och på en andra sida som väsentligen är vänd mot nämnda jordplansorgan. Nämnda beläggning 505 är i elektrisk kontakt på alla sidor med en styv ledande metallisk plåt 506 som bildar ett utrymme 507 som har en öppen sida 508 tillsammans med nämnda ledande beläggning.Figure 4 shows a schematic top view according to a preferred embodiment of the invention, where the top part has been removed. In this preferred embodiment, a feed point 402 is connected to a duplexer 401. The feed point 402 is located above and connected to an elongate conductive post 403, marked by dotted lines, which extends down towards a ground plane member (not shown). The duplexer 401 separates transmitted and received signals and connects the received signal to a filter 404, a low noise amplifier 405 and further by coupling means (not shown) to the receiving part of the RF circuit system (not shown) located in a portable radio communication device (not shown). Similarly, the transmitted signal is received from the transmitting part of the RF circuit system (not shown) which is connected to a filter 406, to a switch 401 and fed through the feed point 402. Optionally, matching means may also be included in the arrangement. Accordingly, a planar inverted F antenna is provided which provides a connection with separated transmitted and received signals which includes amplification of the received signal at the nearest possible location relative to the antenna receiving point which is matched to a 50 Ohm impedance. Figure 5 shows a schematic cross-sectional view. of a preferred embodiment of the invention. A support 501 is mounted on a PCB 502 having a ground plane member 503 on the surface facing the support 501 and a circuit layout 504 on the opposite surface. Said support has a conductive coating 505 on a first side, orthogonally to said ground plane means 503, and on a second side substantially facing said ground plane means. Said coating 505 is in electrical contact on all sides with a rigid conductive metallic plate 506 forming a space 507 having an open side 508 together with said conductive coating.

Inuti nämnda utrymme finns en krets 509. En matningsledning 510 matar RF signaler till en matningspunkt 511. Nämnda matningspunkt 511 är i elektrisk kontakt med en konduktiv post 512 som sträcker sig ner mot nämnda jordplansorgan 503 för att åstadkomma en kapacitiv koppling.Inside said space is a circuit 509. A supply line 510 supplies RF signals to a supply point 511. Said supply point 511 is in electrical contact with a conductive station 512 extending down to said ground plane means 503 to provide a capacitive connection.

Figur 6 visar en schematisk tvärsnittssidovy av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen. Utföringsformen i figur 6 år ganska lik utföringsformen i figur 5. Den huvudsakliga skillnaden är att en styv ledande metallisk plåt 601 har en utskjutande del 602 som sträcker sig väsentligen parallellt med ett jordplansorgan 602 på ett första avstånd 604 från jordplansorganet. Nämnda första avstånd är skilt från ett andra avstånd 605 från en ledande beläggning 606 till jordplansorganet 603. Genom att forma den planar inverted F- antenna till att ha ytor som är väsentligen parallell med jordplansorganet 603 men med olika avstånd, kan antennen justeras mer noggrant till olika resonansfrekvenser för multibandfunktion. En post 607 sträcker sig från den ledande belàggningen 606 till jordplansorganet 603.Figure 6 shows a schematic cross-sectional side view of a preferred embodiment according to the invention. The embodiment of Figure 6 is quite similar to the embodiment of Figure 5. The main difference is that a rigid conductive metallic plate 601 has a protruding portion 602 extending substantially parallel to a ground plane member 602 at a first distance 604 from the ground plane member. Said first distance is separate from a second distance 605 from a conductive coating 606 to the ground plane means 603. By shaping the planar inverted F-antenna to have surfaces which are substantially parallel to the ground plane means 603 but at different distances, the antenna can be adjusted more accurately to different resonant frequencies for multiband function. A post 607 extends from the conductive coating 606 to the ground plane member 603.

Figur 7 visar en schematisk tvärsnittssidovy av en antenn enligt uppfinningen. I denna utföringsform finns bildat ett utrymme 702 i den del av PIFA (Planar Inverted F-Antenna) vilken sträcker sig ortogonalt mot ett jordplansorgan 702 för att montera kretssystem 702 och 703. En styv ledande metallisk plåt 705 förseglar utrymmet 702 och sträcker sig väsentligen parallellt med jordplansorganet 702. En isolerad matningsledning 706 sträcker sig på plåten 705 för att mata RF energi till matningspunkten 707. 10 15 20 25 30 35 513 984 10 Figur 8 visar en schematisk tvärsnittssidovy av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen. En första och andra matningspunkt 801 och 802 matas med RF signaler från en första respektive andra matningsledning 803 och 804. Den första och andra matningsledningen 803 och 804 kan matas med transmitterande respektive mottagna signaler eller kan matas med signaler från tvà olika system, sàsom GSM respektive PCN.Figure 7 shows a schematic cross-sectional side view of an antenna according to the invention. In this embodiment, a space 702 is formed in the portion of the PIFA (Planar Inverted F-Antenna) which extends orthogonally to a ground plane member 702 for mounting circuit systems 702 and 703. A rigid conductive metallic plate 705 seals the space 702 and extends substantially parallel with the ground plane member 702. An insulated supply line 706 extends on the plate 705 to supply RF energy to the supply point 707. Figure 8 shows a schematic cross-sectional side view of a preferred embodiment of the invention. A first and second supply points 801 and 802 are supplied with RF signals from a first and a second supply line 803 and 804, respectively. The first and second supply lines 803 and 804 may be supplied with transmitting and received signals, respectively, or may be supplied with signals from two different systems, such as GSM and PCN.

Figur 9 visar en schematisk tvärsnittstoppvy av den föredragna utföringsformen som beskrivs närmare i samband med figur 8.Figure 9 shows a schematic cross-sectional top view of the preferred embodiment described in more detail in connection with Figure 8.

Samma referensnummer används i figur 9 som i figur 8.The same reference number is used in Figure 9 as in Figure 8.

Figur 10 visar en schematisk vy av en annan föredragen utföringsform enligt uppfinningen. I denna utföringsform bildas en GPS antenn genom att använda en rektangulär, nära nog kvadratisk, ledande del 1001 vilken matas med ett offset från centrum, markerat med X, 1002, för att producera en cirkulärpolariserad RF signal. En kavitet 1003 bildas i stödstrukturen för att montera kretsarna 1004. En kantlast 1005 finns för att justera antennen till föredragen karakteristik.Figure 10 shows a schematic view of another preferred embodiment according to the invention. In this embodiment, a GPS antenna is formed using a rectangular, nearly square, conductive portion 1001 which is fed with an offset from the center, marked with X, 1002, to produce a circularly polarized RF signal. A cavity 1003 is formed in the support structure to mount the circuits 1004. An edge load 1005 is provided to adjust the antenna to preferred characteristics.

Lasten 1005 utgör en impedanskoppling mellan den konduktiva delen 1001 och jordplansorganet (ej visad).The load 1005 forms an impedance coupling between the conductive part 1001 and the ground plane means (not shown).

Figur 11 visar en schematisk tvärsnittsvy av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen där en signalledning 1101 bildar den konduktiva posten och är anordnad för att mata RF signaler till antennen enligt traditionella metoder. En kavitet 1102 bildas inuti stödstrukturen 1103 och är anordnad för att rymma kretsarna 1104 pà liknande sätt som beskrivits tidigare.Figure 11 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment according to the invention where a signal line 1101 forms the conductive station and is arranged to supply RF signals to the antenna according to traditional methods. A cavity 1102 is formed within the support structure 1103 and is arranged to accommodate the circuits 1104 in a manner similar to that previously described.

Figur 12 visar en schematisk tvärsnittsvy av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen, där antennen har en mjuk krökning för att följa konturen av en portabel telefon. En ledande del 1201 är anordnad pà ett stöd och omsluter en lO 15 20 25 513 984 ll kavitet 1202. Första kretssystemet (ej visad) på ett kretskort 1203, som har ett jordplansorgan 1204 anordnat därpå, är kopplat till andra kretssystemet 1205 anordnat inuti nämnda kavitet genom kopplingsorgan 1206 som beskrivits tidigare.Figure 12 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment according to the invention, where the antenna has a soft curvature to follow the contour of a portable telephone. A conductive member 1201 is mounted on a support and encloses a cavity 1202. The first circuit system (not shown) on a circuit board 1203 having a ground plane member 1204 disposed thereon is coupled to the second circuit system 1205 disposed within the said circuit. cavity through coupling means 1206 as previously described.

I tillverkningssyfte, eller andra syften, kan det vara fördelaktigt att forma kaviteten som en låda med ett lock eller en huv eller mer allmänt en låda som har en öppen sida vilken kan täckas vid ett lämpligt tillfälle.For manufacturing purposes, or other purposes, it may be advantageous to shape the cavity as a box with a lid or a hood or more generally a box having an open side which can be covered at a suitable time.

Den ledande delen eller beläggning som definierar nämnda kavitet behöver nödvändigtvis inte vara tät utan kan istället vara formad som ett nät eller kan innefatta att antal häl, så länge som hålen är väsentligt mindre än Ä/4, det vill säga, en fjärdedel av aktuell våglängd. Detta kommer att försluta kretsarna inuti kaviteten fràn strålning som sänd ut från antennorganet. En annan variant skulle vara att fylla kaviteten med ett dielektrikum.The conductive part or coating defining said cavity does not necessarily have to be dense but may instead be shaped like a net or may comprise that the number of heels, as long as the holes are substantially less than Ä / 4, i.e. a quarter of the current wavelength . This will close the circuits inside the cavity from radiation emitted from the antenna means. Another variant would be to fill the cavity with a dielectric.

Uppfinningen är således beskriven och det är uppenbart att densamma kan varieras på många sätt. Sådana variationer är inte att betraktas som en avvikelse från uppfinningens andemening och omfång, och alla sådana modifikationer som är uppenbara för en fackman inom omrâdet är avsedda att vara inkluderade inom skyddsomfànget av följande krav.The invention is thus described and it is obvious that the same can be varied in many ways. Such variations are not to be construed as departing from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as will be apparent to one skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.

Claims

10 15 20 25 30 35 513 984 12 PATENT REQUIREMENTS

An antenna device for receiving and transmitting RF signals in at least a first frequency band comprising: - a support structure (104), - a ground plane means (102) - at least a first conductive part (105) extending above said ground plane means at a first distance from said ground plane means and electrically connected to said ground plane means, - a conductive feed post (113) extending between said first conductive part (105) and said ground plane means, - characterized in that - said first conductive part (105) forms at least a first cavity ( 114) comprising at least one opening, the coupling means (106) is arranged to connect a first circuit to at least a second circuit (110) arranged inside said cavity through said first opening.

The antenna device of claim 1, wherein said first conductive member (105) is mounted on at least partially on said support (104).

An antenna device according to claim 1 or 2, wherein - at least one first feeding means (111) extends through said opening and is connected to said conductive feeding station at a feeding point (112) above said ground plane means (102), - said feeding means being arranged to connected to RF circuitry to supply RF signals to said supply point.

An antenna device according to claim 1 or 2, wherein - said conductive post is a signal line (1101) for supplying RF signals from the RF circuit system to a feed point on said conductive portion above said ground plane means (102). 10 15 20 25 30 513 984 13

An antenna device according to any one of claims 1-4, wherein - said first conductive part (105) extends at least partially substantially parallel over said ground plane means (102).

An antenna device according to claim 3 or 5, wherein - said conductive post extends towards said ground plane means (102) from said first conductive part (105).

An antenna device according to any one of claims 1-6, wherein - said ground plane means (102) has a second aperture adapted to fit in said at least first aperture, - said connection between said first conductive part (105) and said ground plane means (102) is provided by coupling substantially the entire edge of said at least first opening to substantially the entire edge of said second opening in said ground plane means (102).

An antenna device according to any one of claims 1-7, wherein - said coupling between said first conductive part (105) and said ground plane means (102) is provided by metallic hooks coupled to said ground plane means (102) and exerts a contact force on said first conductive part ( Said hooks are further arranged to rigidly hold said support structure (104).

Antenna device according to any one of claims 1-8, wherein - said coupling means comprises at least a first coupling element on said support (104) and at least a second coupling element arranged on said circuit board, - said first coupling element has means for coupling said conductive part (105 ) to said ground plane means (102).

An antenna device according to any one of claims 1-9, wherein - said first conductive part (105) has a first part substantially parallel to said ground plane means (102) arranged at a first distance (604) from said ground plane means (102) and a second part substantially parallel to said ground plane means (10 2) and arranged at a second distance (605) from said ground plane means (102).

Antenna device according to any one of claims 1-10, wherein - said at least second circuit is selected from a group of circuits including the following circuits: low noise amplifier, power amplifier, decoupler, coupler, multiplexer, diplexer, SIM card, logic circuitry, balloon circuitry, diode , sensor device and phase circuits.

Antenna device according to any one of claims 1-11, wherein - said at least second circuit comprises shielding means for substantially reducing the emitted radiation.

Antenna device according to any one of claims 1-12, wherein - A second supply means is arranged to supply RF signals to a second supply point, - said second supply point is in electrical contact said at least partially parallel part, - a second conductive post, electrically connected to said at least partially parallel part, extends towards said ground plane means and arranged in the vicinity of said second feeding point.

Antenna device according to any one of claims 1-13, wherein - said conductive post has a circular cross section.

An antenna device according to any one of claims 1-13, wherein said conductive post has an elongate cross section extending from one side of said at least partially parallel portion to the opposite side. 10 15 20 513 984 15

An antenna device according to any one of claims 1-15, wherein - said conductive post has a mechanical interface to said ground plane means to form an electrically galvanic coupling.

An antenna device according to any one of claims 1-15, wherein - said conductive post is capacitively coupled to said iodine plane means (102).

An antenna device according to any one of claims 1-17, wherein - said antenna is active in at least a first frequency band corresponding to at least one of the GSM, PCN and or GPS communication bands.

An antenna device according to any one of the preceding claims, wherein - said cavity (114) is filled with a dielectric.