SE514337C2 - Antennanordning - Google Patents

Description

25 514 337 drift på första RF-bandet i avsikt att förbättra riktningsförstärlmingskonfigurationen hos dual band antennen. I en andra utföringsfonn strålar det inre antennelementet och mottager RF-signaler på både första och andra RF-banden. I denna andra utföringsforrn, när man arbetar på det andra RF -bandet jordas det yttre antennelementet, således omkoppling av si gnallängden hos det inre antennelernentet till att vara i resonans hos det andra RF-bandet.

JP 10 322 122 beskriver en dubbelbandsantenn, vilken är användbar för bärbara telefonanläggníngar. Ett första och en andra helix-antennelement bildas integrerat, så att en dubbelbandsantenn erhålls. Dubbelbandsantennen är i sin helhet resonans med ett första frekvensband, medelst det första och det andra helix-elementet. Dubbelbandsantennen är i resonans med ett andra frekvensband, vilket är högre än det första frekvensbandet medelst det första spiralformade elementet, vilket har kortare stigning.

WO 98/5 8422 beskriver en dubbelbandsantenn som inkluderar ett sprötformat utstrålande element, som har en första del av en förbestärnd längd kopplad med en icke-utstrålande koaxial matningslinje, en andra del av föreskriven längd helt utdragen från det första delen.

Den icke-utstrålande koaxiala matningslinj en kopplas till en bottenplatta och en första kapacitiv last kopplas till den första delen hos det strålande elementet. En spärrspole omsluter den andra delen hos det utstrålande elementet och har en kortslutande ände kopplad till den yttre änden hos den andra delen, och en öppen del vid en närbeläget ände hos spärrspolen. Ingångsirnpedansen hos spärrspolen är olika för olika band.

Den huvudsakliga nackdelen hos kända antenner för olika frekvenser är att de har problem med antingen bandbredden, storleken eller prestandan.

UPPFINNINGENS SANIIVIANFATTNNG Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att överkomma nackdelarna med kända antenner, och att tillhandahålla en antenn med en förstärkt bandbredd (er) medan storleken och prestandan bibehålls eller snarare förbättras.

Ett annat ändamål är att erhålla bättre nâtverkskapacitet och möjliggöra att tillverka mobiltelefoner för en, två eller flera olika system medelst tillhållahållning av antenner som arbetar i ett, två eller flera frekvensband. 10 15 20 25 5-14 337 3 Det finns också ett behov av ett lätt och mindre kostsamt enkel-, dubbel- eller multibandsantennsystem, vilket tillåter drifi av en enkelkommunikationsutrnstning på fler- frekvensband.

Av dessa skäl kopplas den inledningsvis beskrivna antennanordningens nämnda första och andra antennelement i serie medelst koppling av den första nämnda delen hos nämnda andra element till nämnda andra del hos nämnda forsta element, vilken i åtminstone någon del av dess längsgående riktning tillhandahålls med en större koncentration av ledarmaterial än i den återstående delen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I följ ande kommer uppfinningen att beskrivas ytterligare på ett icke-begränsande sätt med hänvisning till de åtföljande rimingarna, i vilka: Fig. 1 är en schematisk perspektivisk illustration av kommunikationsutrustningen, och Fig.2-8 illustrerar på ett schematiskt sätt förstorade vyer av en sida hos utföringsfonnema av antennanordningarna enligt uppfimiingen, vilka kan anordnas på utrustningen enligt fig. 1.

DETALIERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORNIÃERNA I den följande beskrivningen benämns samma delar hos varje utföringsform med samma referenskärinetecken. Kommunikationsutrustriingen 8 enligt fig. l, t.ex. en mobil stationi ett cellulärt kommunikationssystem, såsom GSM, är i och för sig känd. Emellertid anordnas den med ett antennsystem 10 enligt uppfinningen, företrädesvis inuti en kåpa 9.

Antennsystemet 10 kopplas till över-förande och mottagande delar hos stationen i överensstämmelse med känd teknik.

Antennsystemet enligt den första utföringsformen visas i fig. 2 och betecknas 10.

Antennsystemet omfattar ett första radiatorelement 20 och ett andra radiatorelement 30.

Det första utstrålande elementet 20 tillverkas av ett ledande material, t.ex. mässing eller guldpläterat material etc. och omfattar en första ände 21 och en andra ände 22. Den första 10 15 20 25 514 337 4 änden 21 är mindre eller har ett mindre längsgående tvärsnitt än den andra änden 22 (med hänsyn till ritningens plan), vilket resulterar i en större del 23 eller koncentration av mängden av det ledande materialet vid den andra änden 22. I det här fallet avsmalnar tvärsnittet mot den första änden bildande en huvudsakligen koniskt form, med en skivfonnad bas vid den andra änden. Dessutom kan tvärsnittsdelens utbyggnad 23 anordnas i varje del hos det första elementet 20 utefter den längsgående axeln hos det första elementet.

På kommunikationsutrustningen 8 kopplas den första änden 21 hos antennelementet (20) till lämplig elektronik. Den andra ändens tjocklek 22 väljs så att det är större än avsedd frekvens, vilket resulterar i att det första elementet, trots dess korta fysiska längd med hänsyn till den avsedda utstrålande frekvensen, möjliggörs att utstråla våglängder av höga frekvenser.

Under samma tid kommer det första elementet 20 att arbeta som en del av en radiator för låga frekvenser, vilket medför ett utrymrneseffektivt antennsystem.

Likaledes tillverkas det andra utstrålande elementet 30 av ett ledande material och omfattar en forsta ände 31 och en andra ände 32. Det andra elementet anordnas som, t. ex. en spole, helix-antenn etc. Det andra elementet 30 är i serie med det första elementet medelst koppling av den första änden 31 hos det andra elementet 30 till den andra änden 22 hos det första elementet 20. Lärnpligtvis är den andra änden 32 hos det andra elementet 30 fri.

Företrädesvis anordnas det andra elementet som ett lågpassfilter, t.ex. bildad till en spole med en sådan stigning att högre frekvenser blockeras under det att lägre frekvenser överförs med minimal förlust. I enlighet därmed bildar första och andra elementen 20 och 30 i serie en radiator för de låga frekvensema. Denna radiator kommer sedan att uppbära en sådan bandbredd att den kan användas som en multibandsantenn.

Den första änden 21 kan förses med gängor eller formas som en förslmrvnirrg för att användas som ett mekaniskt och elektriskt gränsnitt, t.ex. särskilt i mobila telefoner.

Utföringsformen enligt fig. 3 är liknande utföringsformen enligt fig.2. Antennsystemet 10 omfattar två antennelement 20 respektive 30, på samma sätt som föregående beskrivna utföringsform. Emellertid tillverkas det första elementet 20 inte helt av ett ledande material 10 15 20 25 514 ss? och det har huvudsakligen likformigt tvärsnitt. Koncentrationen 20 av ledannaterialet anordnas genom att ha mera ledande materialpartiklar vid en ände.

I antennsystemet 10 enligt fig. 4 har hela det första antennelementet 20 en stor diameter som omfattar den högre koncentrationen av ledarmaterialet. I antennsystemet 10 enligt fig.5 är det första elementet 20 huvudsakligen T-fonnat med större bassektion 23 vid den andra änden kopplad till det andra antennelementet.

Enligt fig. 6 omfattar det första elementet 20 hos antennsystemet 10 en huvuddel som har en större diameter eller tvärsnitt än en andra hållaredel 40. I det här fallet uppsamlas koncentrationen av ledarmaterialet vid motsatt änddel, vilket kopplas till det andra antennelementet 30 genom en smalnande del 50 anordnad som gängor. Samma konfiguration tillhandahålls i utfiiringsfonnen i fig. 7, vilken omfattar ett första antennelement 20 enligt utföringsforrnen visad i fig. 2 försedd med en hållaredel 40, som mottager det avsmalnade delen 50 hos det andra antennelementet 30. Således verkar hållaredelen som en del av antennen.

Som nämnt ovan kan fonnen hos eller konstruktionen av antennelementet varieras. Fig.8 visar ett antennsystem 10 liknande det visat i fig.7. I det här fallet ersätts det spiralforrnade andra antennelementet med en meanderantenn 60 av känd typ.

Det första antennelementet 20 kan vara i huvudsak cylindrisk, kubisk eller liknande. Det kan också tillhandahållas solid eller ihålig.

Antennsystemet begränsas inte till två antennelement, utan tre eller flera element av olika typer, d.v.s. en solid del eller spiralformad/meander-del kan anordnas i serie. En kombination av antenner i serier anordnade parallellt kan förekomma, vilket också kan inkludera en spröt-anterm. Dessutom kan stigníngsavståndet variera i några uttöringsformer av den spiralformade delen eller meanderkonñgurationen hos det andra elementet.

Det inses också att antermelementen i alla visade utföringsformer kan kopplas galvaniskt, Lex. genom lödning, fräsning, eller genom användning av ledande bindemedel etc., eller medelst kapacitiv eller induktiv koppling. 10 15 20 5.14 337 6 Vidare kopplas antennsystemet till kommunikationsanordningen med förskruvning eller snäppanordning. I den senare anordnas till exempel en ände hos det första elementet med snäppskåra anordnad för att samverka med en överensstämmande, mottagande del hos kommunikationsanordningen och anbringar antennen till utrustningen. Antennens galvaniska koppling till kommunikationsanordningen kan erhållas medelst en fjäder-belastad tunga, vilken utsträcker sig fiån snäpp-delen hos antennen, och kommer i kontakt med en signalledare hos anordningen.

Dessutom tillåter anordníngen konstruktion av radiatorer, vilka kan implementeras som antenner för endast ett fiekvensband, om en extra stor bandbredd behövs, till exempel i ”Wide band CDMA” (UMTS), vilken tillåter höga och låga frekvenser passera igenom varandra.

I en särskild utföringsfonn kan antennsystemet endast inkludera det första antennelementet 20, som har nämnda koncentration av ledarmaterial på åtminstone några delar av dess längsgående riktning. Antennelementet anordnas också med ett beslag (förskruvnirig, snäpp) fiör koppling av elementet till kommunikationsutrustnngen. Antennen enligt denna uttöringsform är lämplig för enkelbandsapplikationer, med fördelarna av att vara enklare, lätta att framställa och billiga. Självklart kan alla relevanta särdrag, nämnda ovan, också anbringas till denna utföringsfonn.

Denna uppfinning begränsas inte till de tillkännagivna utiöringsfonnema, utan kan varieras på ett antal olika sätt utan avvikande fiån de bifogade kravens skyddsomfång, och anordningen och metoden kan implementeras på ett antal olika sätt beroende på applikation, funktionella enheter, behov och kravsättning etc.

Claims (16)

10 15 20 25 »514 3370 7 PATENTKRAV

1. I en kommunikationsanordníng en antennanordning (8) för enkel, dubbel och/eller multibandsfrekvenser som innefattar åtminstone två antennelement (20,30): ett första antennelement (20) som har en första (21) och en andra ände (22), och ett andra antennelement (30) som har en första (31) och en andra ände (32), kännetecknad av, att närrmda första och andra element (20, 30) kopplas i serie medelst koppling av nämnda första ände (31) hos nämnda andra element (30) till nämnda andra ände (22) hos nämnda första element (20), vilket i åtminstone någon del hos dess längsgående riktning är försedd med en större koncentration av ledarmaterial (23) än de återstående delarna.

2. En antennanordning enligt krav 1, kännetecknad av, att nämnda koncentration av ledarmaterial (23) varieras i ett tvärsnitt av det första antennelementet.

3. En antennanordning enligt krav 1, kännetecknad av, att nämnda första antennelement är avsedd för högfrekventa våglängder.

4. En antennanordníng enligt någon av föregående krav, känneteclmad av, att det andra radiatorelementet (30) tillverkas av ett ledande material och anordnas som ett lågpassfilter, så att högre frekvenser blockeras medan lägre frekvenser passeras igenom.

5. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kännetecknad av, att det nämnda andra elementet bildas som en spiralfonnad eller meanderantenn (60).

6. En antermanordning enligt någon av föregående krav, kännetecknad av, att nämnda första och andra element (20,30) bildar i serie en antenn för låga frekvenser. 10 15 20 25 514 337

7. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kärmetecknad av, att närrmda första och andra element (20,3 0) kopplas galvaniskt.

8. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kännetecknad av, att nämnda första och andra element (20, 30) kopplas genom kapacítiv eller induktiv koppling.

9. En antennanordning enligt någon av föregående krav, känneteclmad av, att den inkluderar åtminstone ett tredje antennelement kopplat i serie.

10. lO. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kännetecknad av, att den inkluderar åtminstone ett antennelement anordnat parallellt.

11. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kärmetecknad av, att nämnda första antennelement är åtminstone delvis solid eller ihålig.

12. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kännetecknad av, att nämnda första antennelement år åtminstone delvis konisk.

13. En antennanordning enligt någon av föregående krav, kärmetecknad av, att nämnda första antennelement är åtminstone delvis cylindrisk.

14. En antennanordning enligt någon av föregående laav, kännetecknad av, att nämnda första antennelement är huvudsakligen T-format.

15. En metod för mottagning eller överföring på enkel, dubbel och/eller multibandsfrekvenser i en kommunikationsanordning (8) som har en antennanordning som 10 15 514 337 inkluderar åtminstone två antennelement (20, 30); ett första antennelement (20) som har en första ände (21) och en andra ände (22), och ett andra antennelement som har en första (31) och en andra ände (32), kännetecknad av, - koppling av nänmda första och andra element i serie, - tillhandahållande av nämnda första element åtminstone delvis med en koncentration av ledarmaterial, - anordnande av nänmda andra element som ett lågpassfilter för blockering av höga frekvenser genom att låga frekvenser släpps igenom, och bildning av nämnda antenn för låga frekvenser med nänmda första och andra element i serie.

16. I en kommunikationsanordning (8) med antennarrangemang för enkelbandsfrekvens som inkluderar ett antennelement (20), kännetecknad av, att nämnda första element (20) i åtminstone någon del av dess längsgående riktning tillhandahålls med en större koncentration av ledarmaterial (23) än de återstående delarna.