SE516482C2 - Patch antenna and a communication equipment including such an antenna - Google Patents
Patch antenna and a communication equipment including such an antennaInfo
- Publication number
- SE516482C2 SE516482C2 SE9902003A SE9902003A SE516482C2 SE 516482 C2 SE516482 C2 SE 516482C2 SE 9902003 A SE9902003 A SE 9902003A SE 9902003 A SE9902003 A SE 9902003A SE 516482 C2 SE516482 C2 SE 516482C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- antenna
- hole
- patch element
- patch
- communication equipment
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
- H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
25 30 516 482 basplatta) och en mindre yta hos den ledande basplattan kommer att försämra det ytterligare. 516 482 base plate) and a smaller area of the conductive base plate will further degrade it.
Typiskt för GPS-system, såväl som för vilket annat satellit- kommunikation/mottagningssystem, är effektmarginalen endast ett par dB så att mer än en mycket liten begränsad förlust kommer att vara förödande för funktionen. Såsom en anmärkning behöver en annan typ av GPS-antenn, den kvadrifilära helixen, inte en ledande basplatta men har en mindre användbar geometri för att bibehålla sin funktion.Typically for GPS systems, as well as for any other satellite communication / reception system, the power margin is only a few dB so that more than a very small limited loss will be devastating to the function. As a note, another type of GPS antenna, the quadrifilary helix, does not need a conductive base plate but has a less useful geometry to maintain its function.
Bandbredden för en sådan patch är vanligtvis mindre, men i US 5,861,848, av Iwasaki, beskrivs en förbättrad patchantenn vilken kan avstämmas för två frekvenser för satellit- kommunikation. En ringformig patchantenn är ett av elementen och som känd teknik citeras en ringformig patchantenn, jordad med en cirkulär galler av trådar. Användningen som citeras är endast som ett antennelement ensamt och i en array-antenn.The bandwidth of such a patch is usually less, but US 5,861,848, by Iwasaki, describes an improved patch antenna which can be tuned for two frequencies for satellite communication. An annular patch antenna is one of the elements and as a prior art, an annular patch antenna, grounded with a circular grid of wires, is cited. The use cited is only as an antenna element alone and in an array antenna.
Inga övervägande av installation på en väldigt liten enhet, såsom en mobiltelefon, diskuteras.No consideration of installation on a very small device, such as a cell phone, is discussed.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla en patchantenn, vilken har en utformning som kommer att förenkla integration med en kommunikationsutrustning, t.ex. i en mobiltelefon, där nämnda patchantenn år försedd med ett hål, där en anordning, såsom en högtalare, en mikrofon eller en GPS-förstärkare, kan placeras.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a patch antenna, which has a design which will facilitate integration with a communication equipment, e.g. in a mobile telephone, where said patch antenna is provided with a hole, where a device, such as a loudspeaker, a microphone or a GPS amplifier, can be placed.
I enlighet med uppfinningen uppfylls detta syfte med särdragen i den kännetecknande delen av patentkrav l.According to the invention, this object is fulfilled by the features of the characterizing part of claim 1.
En fördel med föreliggande uppfinning år att en patchantenn kan kombineras med en anordning för att inkorporera en funktion som skiljer sig från antennen. I en liten enhet såsom 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 516 482 en mobiltelefon finns det fà möjligheter att kombinera åtminstone en liten ledande basplatta för patchen med en formmässigt acceptabel integration med anordningar som behövs för telefonens basfunktioner.An advantage of the present invention is that a patch antenna can be combined with a device for incorporating a function different from the antenna. In a small unit such as 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 516 482 a mobile phone, there are few possibilities to combine at least one small conductive base plate for the patch with a formally acceptable integration with devices needed for the basic functions of the telephone.
I följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare i detalj genom exempel med hänvisning till de bifogade ritningarna.In the following, the invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings.
KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. la visar en perspektivvy av en patchantenn enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1a shows a perspective view of a patch antenna according to the invention.
Fig. lb visar ett diagonalt tvärsnitt utefter linje A-A i Fig. la.Fig. 1b shows a diagonal cross-section along line A-A in Fig. 1a.
Fig. 2 är ett tvärsnitt av en alternativ utföringsform av en patchantenn Fig. 3a och 3b visar en mobiltelefon med en patchantenn enligt föreliggande uppfinning.Fig. 2 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a patch antenna. Figs. 3a and 3b show a mobile telephone with a patch antenna according to the present invention.
Fig. 4 visar en takmonterad antenn för mobiltelefoner innefattande en GPS-antenn enligt uppfinningen.Fig. 4 shows a ceiling-mounted antenna for mobile telephones comprising a GPS antenna according to the invention.
Fig. 5 visar ett diagram för en keramiskt fylld patchantenn med patchstorlek som funktion av hàldiameter för en specifik frekvens.Fig. 5 shows a diagram of a ceramic-filled patch antenna with patch size as a function of holding diameter for a specific frequency.
Fig. 6 visar en mobiltelefon med en integrerad GPS-antenn enligt uppfinningen.Fig. 6 shows a mobile telephone with an integrated GPS antenna according to the invention.
Fig. 7a och 7b visar en GPS-antenn enligt uppfinningen vilken har en làgbrusförstärkare placerad i hålet.Figs. 7a and 7b show a GPS antenna according to the invention which has a low noise amplifier placed in the hole.
Fig. 8 visar en alternativ utföringsform enligt uppfinningen av utföringsformen beskriven i samband med Fig. 2. 23628sea.d0C; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 482 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. la visar en perspektivvy av en typisk patchantenn 10 enligt föreliggande uppfinning, vilken har ett patch-element ll med en approximativt fyrkantig yta, där sidan är Ä/2. Detta ger en fyrkantig yta på 95x95 mm vid l575,42 MHz (GPS-frekvens endast för C/A-kod). En ledande basplatta 12, som fungerar som jordplan, tillhandahålls väsentligen parallell med nämnda patch-element, vilket är nödvändigt för funktionen. Tryckta kretskort, avskärmande höljen, biltak, etc. kan användas såsom ledande basplattor när de fungerar som jordplan i samband med patchantennen.Fig. 8 shows an alternative embodiment according to the invention of the embodiment described in connection with Fig. 2. 23628sea.d0C; DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Fig. 1a shows a perspective view of a typical patch antenna 10 according to the present invention, which has a patch element 11 with an approximately square surface, where the side is Ä / 2 . This gives a square area of 95x95 mm at l575.42 MHz (GPS frequency only for C / A code). A conductive base plate 12, which acts as a ground plane, is provided substantially parallel to said patch element, which is necessary for the function. Printed circuit boards, shielding housings, car roofs, etc. can be used as conductive base plates when acting as ground planes in conjunction with the patch antenna.
En ledande basplatta kommer att försämra antennförstärkningen, vilket är en normal kompromiss på denna typ av antenner pà smà utrustningar. Utrymmet 13 mellan patch-elementet ll och den ledande basplattan 12 kan vara fylld med en keram (t.ex. s=1O eller s=36) eller plastisk fyllning, vilket i fallet med en keram kommer att krympa storleken till 25x25 mm respektive 19x19 mm med en tjocklek av ett par mm. Den krympta fysiska storleken av patchen på grund av den keramiska fyllningen kommer att kraftigt försämra bandbredden, men bandbredden kan reduceras till 2 MHz (plus hänsyn till frekvensstabilitet pga. av temperaturer etc.) för att bibehålla funktionen hos den enklaste GPS (genom att använda endast C/A-kod).A conductive base plate will degrade antenna gain, which is a normal compromise on this type of antenna on small equipment. The space 13 between the patch element 11 and the conductive base plate 12 can be filled with a ceramic (eg s = 10 or s = 36) or plastic filling, which in the case of a ceramic will shrink in size to 25x25 mm and 19x19, respectively. mm with a thickness of a few mm. The shrinking physical size of the patch due to the ceramic filling will greatly degrade the bandwidth, but the bandwidth can be reduced to 2 MHz (plus frequency stability due to temperatures, etc.) to maintain the function of the simplest GPS (by using only C / A code).
Patch-elementet ll har en matning 16, där antennen tillverkas med plattan 12 som jord. Normalt är en koaxialkabel ansluten med centrum av matningen 16 och den yttre ledaren till planet 12. Tjockleken på matningstràden kan vara olika jämfört med den centrala ledaren hos koaxialkabeln, eller kan ha en modifierad utformning för att förbättra matchningen. Matningen placeras väldigt nära diagonalen hos den nära fyrkantiga patchen ll på ett avstånd från centrumhàlet 14 vilket kommer 23628sea.doc; 00-09-25 10 l5 20 25 30 q ø v - nu 516 482 att ge en lämplig matchning (50 ohm etc.). Den nära fyrkantiga patchen kan begreppsmässigt förstås som tvâ linjärpolariserade patchar avstämda för nàgot olika frekvenser bestämda av varje sidas längd. Storleksordningen pà skillnaden i sidlängd mellan varje sida är en procent eller annorlunda uttryckt en impedansbandbredd av patchen. Genom denna skillnad har strömmen i varje begreppsmässig patch ungefär en fas pà i45°vilket skapar en cirkulärpolariserad strålning. Detta är en vanlig lösning för cirkulärpolarisering vilken kan kallas ”självpolariserande" men vilken är användbar endast för väldigt smala bandbredder. Impedansbandbredden kan vara större men polarisationsbandvidden är mindre. Den normala keramiska patchantennen tillverkas av metalliserad keram, där patchen är nàgot mindre än keramen. I det fallet är metallagret naturligtvis mycket tunt jämfört med de visade patcharna i figurerna.The patch element 11 has a feed 16, where the antenna is manufactured with the plate 12 as ground. Normally, a coaxial cable is connected to the center of the feed 16 and the outer conductor to the plane 12. The thickness of the feed wire may be different from the central conductor of the coaxial cable, or may have a modified design to improve matching. The feed is placed very close to the diagonal of the near square patch 11 at a distance from the center hole 14 which comes 23628sea.doc; 00-09-25 10 l5 20 25 30 q ø v - now 516 482 to give a suitable match (50 ohms etc.). The near square patch can be conceptually understood as two linearly polarized patches tuned for slightly different frequencies determined by the length of each side. The order of magnitude of the difference in page length between each page is one percent or differently expressed as an impedance bandwidth of the patch. Due to this difference, the current in each conceptual patch has approximately a phase of i45 °, which creates a circularly polarized radiation. This is a common circular polarization solution which can be called "self-polarizing" but is useful only for very narrow bandwidths. The impedance bandwidth may be larger but the polarization bandwidth is smaller. In that case, the metal layer is of course very thin compared to the patches shown in the figures.
Hålet och den ledande tuben inverkar inte på halvvägs- funktionen, sä länge som hàlet bibehålls under approximativt 1/3 av storleken på patchen. För att illustrera detta har storleken på patchen som funktion av hàldiametern beräknats i fallet med A130; som ett dielektrikum.The hole and the conductive tube do not affect the halfway function, as long as the hole is maintained for approximately 1/3 of the size of the patch. To illustrate this, the size of the patch as a function of the holding diameter has been calculated in the case of A130; as a dielectric.
Patchantennen 10 enligt uppfinningen har ett häl 14 i mitten på antennen, inom vilket häl 14 en ledande tub 15 är anordnad för att kortsluta patch-elementet 11 till den ledande basplattan 12, dvs. nämnda ledande tub är i elektrisk kontakt med patch-elementet och den ledande basplattan. Den ledande tuben 15 kan skapas genom metallisering av hålet 14 om antennen är tillverkas med fast material som fyllning. Den ledande tuben 15 kan också vara tillverkad av en metalltub vilken förs in i nämnda häl och ansluten till nämnda patch- element ll och nämnda ledande basplatta 12. I det senare fallet finns ingen behov av ett fast material som fyllning, sä 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 482 utrymmet 13 kan vara utan fyllning dvs. luft mellan patch- elementet ll och den ledande basplattan 12, visat i figur 5, för en specifik frekvens. Såsom kan ses har ett litet hål inverkan på resonansfrekvensen vilket kan kompenseras genom att öka sidlängden något.The patch antenna 10 according to the invention has a heel 14 in the middle of the antenna, within which heel 14 a conductive tube 15 is arranged to short-circuit the patch element 11 to the conductive base plate 12, i.e. said conductive tube is in electrical contact with the patch element and the conductive base plate. The conductive tube 15 can be created by metallizing the hole 14 if the antenna is made of solid material as a filler. The conductive tube 15 may also be made of a metal tube which is inserted into said heel and connected to said patch element 11 and said conductive base plate 12. In the latter case there is no need for a solid material as filling, so 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 482 the space 13 can be without filling, ie. air between the patch element 11 and the conductive base plate 12, shown in Figure 5, for a specific frequency. As can be seen, a small hole has an effect on the resonant frequency which can be compensated by increasing the page length slightly.
Självklart kan ett stort omfång av hål användas med bibehållen övergripande storlek genom att justera patchens sidlängd, men om en 20% ökning är tänkt som en praktisk övre gräns då skall hàlet hållas under 10-ll mm för en 25x25 mm patch.Of course, a large range of holes can be used while maintaining the overall size by adjusting the side length of the patch, but if a 20% increase is intended as a practical upper limit then the hole should be kept below 10-ll mm for a 25x25 mm patch.
Centrumhàlet kan således uppta ett stort omfång av diametrar till exempel O-40 % av den nära fyrkantiga patchens sida. I det begränsade fallet kan endast en träd passera genom ett litet hål, men den självklara fördelen av uppfinningen är att det är möjligt att använda ett rätt så stort hål för att installera en anordning, såsom en högtalare eller mikrofon eller använda hålet som en akustisk kanal. På grund av metallisering av hålet är påverkan mellan anordningen och antennen liten.The center hole can thus occupy a large range of diameters, for example 0-40% of the side of the near square patch. In the limited case, only one tree can pass through a small hole, but the obvious advantage of the invention is that it is possible to use a fairly large hole to install a device, such as a speaker or microphone, or to use the hole as an acoustic channel. . Due to the metallization of the hole, the influence between the device and the antenna is small.
Ett annat viktigt särdrag hos föreliggande uppfinning är att matningen 16 är anordnad för cirkulärpolarisation, vilket kan behövas vid kommunikation med satelliter i omloppsbana i GPS- systemet. Detta àstadkoms genom att anordna patch-elementet ll, den ledande tuben 15 eller matningen 16 att vara något asymmetrisk för att skapa en cirkulärpolarisation med endast en matningspunkt. Antennen enligt uppfinningen kommer att fungera med linjär polarisering också, men det är av mindre praktisk nytta.Another important feature of the present invention is that the feed 16 is arranged for circular polarization, which may be needed when communicating with satellites in orbit in the GPS system. This is accomplished by arranging the patch element 11, the conductive tube 15 or the feed 16 to be slightly asymmetrical to create a circular polarization with only one feed point. The antenna according to the invention will work with linear polarization as well, but it is of less practical use.
Funktionen av patchantennen enligt uppfinningen kommer att vara liknande jämfört med en normal patchantenn för cirkulärpolarisation men har fördelar med geometrin i det att hàlet kan användas för syften som beskrivs nedan. 23628sea.doc; 00-09-25 lO 15 20 25 30 n | o o oo 516 432 Fig. lb visar ett diagonalt tvärsnitt utefter linje A-A i Fig. la.The function of the patch antenna according to the invention will be similar compared to a normal patch antenna for circular polarization but has advantages with the geometry in that the hole can be used for the purposes described below. 23628sea.doc; 00-09-25 lO 15 20 25 30 n | o o oo 516 432 Fig. 1b shows a diagonal cross section along line A-A in Fig. 1a.
Den keramiska fyllningen är en föredragen utföringsform men i andra utföringsformer kan ett material med làgt 8 användas och fortfarande bibehålla den nödvändiga storleken för installationen i en kommunikationsutrustning såsom en modern cellulär telefon. De extra kapacitanserna som skapas av det höga s kan ersättas av olika typer av punktformigt fördelade kapacitanser, nära kanten av patchen, av vilka en möjlighet visas i figur 2 som beskrivs nedan.The ceramic filling is a preferred embodiment but in other embodiments a low 8 material can be used and still maintain the necessary size for installation in a communication equipment such as a modern cellular telephone. The extra capacitances created by the high s can be replaced by different types of point-distributed capacitances, near the edge of the patch, one possibility of which is shown in Figure 2 as described below.
En alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning visas i Fig. 2, där patchantennen 20 innefattar ett patch-element 21, vilken har nedvikta kanter 21' runt periferin, och en ledande basplatta 22, vilken har àsar 22' för att kapacitivt belasta nämnda nedvikta kanter 21' till nämnda ledande basplatta i en region 27. Antennen 20 innefattar ytterligare en ihålig metalltub 25 som kortsluter nämnda patch-element 21 till nämnda ledande basplatta 22 väsentligen i centrum av nämnda patch-element 21, sålunda skapandes ett häl 24 genom nämnda patchantenn 20. Ett matningsmedel 26, isolerat från nämnda ledande basplatta 22, är tillhandahàllen till nämnda patch- element 21 genom nämnda ledande basplatta 22. Matningen är normalt i formen av en koaxialkabel, där den yttre ledaren av koaxen är ansluten till den ledande basplattan 12.An alternative embodiment of the present invention is shown in Fig. 2, where the patch antenna 20 comprises a patch element 21, which has folded edges 21 'around the periphery, and a conductive base plate 22, which has axes 22' for capacitively loading said folded edges 21. to said conductive base plate in a region 27. The antenna 20 further comprises a hollow metal tube 25 shorting said patch member 21 to said conductive base plate 22 substantially in the center of said patch member 21, thus creating a heel 24 through said patch antenna 20. A feed means 26, isolated from said conductive base plate 22, is provided to said patch member 21 through said conductive base plate 22. The supply is normally in the form of a coaxial cable, where the outer conductor of the coax is connected to the conductive base plate 12.
I denna utföringsform finns det inget behov av att introducera ett material med högt s i utrymmet 23 mellan nämnda patch- element 21 och den ledande basplattan 22, eftersom den kapacitiva kopplingen i regionen 27 reducerar den erforderliga storleken pà patch-elementet 21. En uppenbar fördel är att en avsevärd vikt v keramiskt material kan undvikas. Denna punktformigt fördelade kapacitans, nära omkretsen, kan 23628sea.doc; 00-09-25 lO 15 20 25 30 516 482 åstadkommas på många olika sätt. Isolationsmaterialet kan vara luft eller ett material med lågt s, (t.ex. plast) som bär upp motsvarande metallbeläggning. Ännu en ytterligare utföringsform av en patch-antenn 80, vilken är utvecklad från utföringsformen i figur 2, visas i figur 8. En plastkropp 81 används för att bära upp ledande ytor 82, 83, 87 vilka är skapade genom metallisering.In this embodiment, there is no need to introduce a material having a high side space 23 between said patch element 21 and the conductive base plate 22, since the capacitive coupling in the region 27 reduces the required size of the patch element 21. An obvious advantage is that a considerable weight of ceramic material can be avoided. This point-distributed capacitance, close to the perimeter, can 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 482 is achieved in many different ways. The insulation material can be air or a material with a low s, (eg plastic) that carries the corresponding metal coating. Yet another embodiment of a patch antenna 80, which is developed from the embodiment of Figure 2, is shown in Figure 8. A plastic body 81 is used to support conductive surfaces 82, 83, 87 which are created by metallization.
Plastkroppen 81 har ett hål 84 och en ledande tub 85 väsentligen i centrum av kroppen 81 och är försedd med ett spår 86 nära kanten och spåret har också en intern metallisering. den yttre kanten 88 av spåret 86 är inte täckt med metall, därigenom separeras den ledande basplattan 82 från patch-elementet 83. Ett ledande mönster 87 gör det möjligt att ansluta en förstärkare till en matningspunkt 89, såsom beskrivs i anslutning till figur 7. Den motsvarande formen som i figur 2 skapas med undantaget att spåret kommer, på grund av strömmar parallellt med tuben, att skapa en extra längd som gör den mindre patchen lättare att ställa in trots dess mindre storlek.The plastic body 81 has a hole 84 and a conductive tube 85 substantially in the center of the body 81 and is provided with a groove 86 near the edge and the groove also has an internal metallization. the outer edge 88 of the groove 86 is not covered with metal, thereby separating the conductive base plate 82 from the patch element 83. A conductive pattern 87 makes it possible to connect an amplifier to a feed point 89, as described in connection with Figure 7. corresponding to the shape created in Figure 2 with the exception that the groove will, due to currents parallel to the tube, create an extra length which makes the smaller patch easier to adjust despite its smaller size.
Antennen 80 är företrädesvis fäst till en större ledande yta 90, genom t.ex. ett klister, för att förbättra jordplanet hos antennen. Denna patchantenn kommer att kunna ha samma storlek som en keramisk patchantenn och ha en god mekanisk stabilitet. naturligtvis kan den kombineras med montering inuti en telefon, såsom visa i Fig. 6, så väl som med en integrerad förstärkare, såsom visas i Fig. 7.The antenna 80 is preferably attached to a larger conductive surface 90, by e.g. an adhesive, to improve the ground plane of the antenna. This patch antenna will be able to have the same size as a ceramic patch antenna and have good mechanical stability. of course, it can be combined with mounting inside a telephone, as shown in Fig. 6, as well as with an integrated amplifier, as shown in Fig. 7.
Fig. 3a och 3b visar en kommunikationsutrustning 30, såsom en mobil cellulär telefon, vilken har en första antenn för GPS enligt föreliggande uppfinning och en andra konventionell antenn för att ta emot och skicka ut signaler i ett frekvensband som skiljer sig från GPS-frekvensen. 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 4 8 2 - . j,-ff;;, Fig. 3a visar den mobila telefonen 30 i en första position för att ta emot och skicka ut radiosignaler i ett cellulärt telefonsystem, t.ex. GSM, AMPS, PCS, etc. Radiosignalerna tas emot/skickas ut vi en andra antenn 31 (t.ex. en patchantenn för GSM frekvenser, en monopolantenn, en helixantenn, etc.).Figs. 3a and 3b show a communication equipment 30, such as a mobile cellular telephone, having a first antenna for GPS according to the present invention and a second conventional antenna for receiving and transmitting signals in a frequency band different from the GPS frequency. 23628sea.doc; 00-09-25 10 15 20 25 30 516 4 8 2 -. Fig. 3a shows the mobile telephone 30 in a first position for receiving and transmitting radio signals in a cellular telephone system, e.g. GSM, AMPS, PCS, etc. The radio signals are received / transmitted via a second antenna 31 (eg a patch antenna for GSM frequencies, a monopole antenna, a helix antenna, etc.).
Mobiltelefonen 30 innefattar ett hölje 32, en mikrofon 33, en högtalare 34 och en patchantenn 35 för GPS-frekvenser.The mobile telephone 30 comprises a housing 32, a microphone 33, a loudspeaker 34 and a patch antenna 35 for GPS frequencies.
Högtalaren är placerad i patchantennens 35 häl 36, sålunda görs den integrerade GPS/GSM kommunikationsutrustningen kompakt men bibehåller ett användbart jordplan runt GPS- patchen. En display 37 tillhandahålls också för att presentera information under telefonfunktion.The speaker is located in the heel 36 of the patch antenna 35, thus making the integrated GPS / GSM communication equipment compact but maintaining a usable ground plane around the GPS patch. A display 37 is also provided to present information during telephone operation.
Fig. 3b visar kommunikationsutrustningen i en andra position för att ta emot GPS-signaler genom patchantennen för GPS 35.Fig. 3b shows the communication equipment in a second position for receiving GPS signals through the patch antenna for GPS 35.
Kommunikationsutrustningen har också en display 37 för att presentera information (kartor etc.) i denna andra position.The communication equipment also has a display 37 for presenting information (maps, etc.) in this second position.
Sàsom sagts ovan kan hålet 36 i patchantennen 35 användas för att placera högtalaren 34 eller en akustisk kanal som transporterar ljudet fràn en högtalare, eftersom de flesta telefoner har en plan, eller något böjd, yta där för att akustiskt ansluta till örat. Högtalaren 34 är företrädesvis matad från baksidan och behöver inte nödvändigtvis vara integrerad med patchantennen 35. Istället för att placera högtalaren i hålet kan en mikrofon eller en akustisk kanal som transporterar ljudet till en mikrofon vara placerad där, där mikrofonen företrädesvis är matad fràn baksidan och inte nödvändigtvis behöver vara integrerad med patchantennen.As stated above, the hole 36 in the patch antenna 35 can be used to place the speaker 34 or an acoustic channel which transports the sound from a speaker, since most telephones have a flat, or slightly curved, surface there for acoustically connecting to the ear. The speaker 34 is preferably fed from the back and need not necessarily be integrated with the patch antenna 35. Instead of placing the speaker in the hole, a microphone or an acoustic channel transporting the sound to a microphone may be located there, where the microphone is preferably fed from the back and not necessarily need to be integrated with the patch antenna.
Närvaron av ett ganska stort hål kan användas för diverse applikationer för att förenkla integrering av olika delar. En av dessa är att erhålla en takantenn för bilar i nätt storlek 23628sea.doc; 00-09-25 10 l5 20 25 30 516 482 lO där både storlek och symmetri används för att åstadkomma en praktisk lösning.The presence of a fairly large hole can be used for various applications to simplify the integration of different parts. One of these is to obtain a roof antenna for cars of net size 23628sea.doc; 00-09-25 10 l5 20 25 30 516 482 10 where both size and symmetry are used to achieve a practical solution.
Fig. 4 visar en bilantennapplikation 40 vilken har en första antenn 41 för GPS-kommunikation och en andra antenn 42 som fungerar i ett frekvensband för mobil cellulär kommunikation (t.ex. GSM, PCS, etc.). Hålet 43 kan användas för att mata en telefonantenn (vippa, subbe, helix, etc.) för nämnda cellulära telefonsystem, genom vilken symmetri inte kommer att störa GPS-funktionen. Å andra sidan kommer patchantennen 41 inte att störa telefonantennen 42 på grund av mycket olika arbetsfrekvenser och på grund av den olika typen av symmetri.Fig. 4 shows a car antenna application 40 which has a first antenna 41 for GPS communication and a second antenna 42 which operates in a frequency band for mobile cellular communication (eg GSM, PCS, etc.). The hole 43 can be used to supply a telephone antenna (rocker, subbe, helix, etc.) for said cellular telephone system, through which symmetry will not interfere with the GPS function. On the other hand, the patch antenna 41 will not interfere with the telephone antenna 42 due to very different operating frequencies and due to the different type of symmetry.
Geometrin hos denna antenn, vilken inkluderar en GPS-antenn, kommer att vara mycket lik en konventionell antenn utan GPS- antenn. Den ledande basen 44 hos antennen 41 är normalt inte i direkt kontakt med en jordad del 45 av bilen, såsom taket.The geometry of this antenna, which includes a GPS antenna, will be very similar to a conventional antenna without a GPS antenna. The conductive base 44 of the antenna 41 is not normally in direct contact with a grounded portion 45 of the car, such as the roof.
Magnetisk koppling av antennen 41 till taket är vanligt använd för att fästa antennen till ett fordon.Magnetic coupling of the antenna 41 to the roof is commonly used to attach the antenna to a vehicle.
En lågbrusförstärkare kommer i många fall att installeras nära GPS-antennen. Ännu ett användningsområde för hålet är att placera den lågbrusiga förstärkaren 71, med dess tillhörande kretsar, i hålet 72 hos patchantennen 70, såsom visas i figur 7a och 7b. Patch-elementet 73 har i detta exempel en mindre yta än den keramiska fyllning 74, vilket är vanligt när man anordnar patch-elementet 73 på en keramisk fyllning. Den ledande basplatta 75 kan vara valfri lämplig storlek.A low noise amplifier will in many cases be installed near the GPS antenna. Yet another area of use for the hole is to place the low noise amplifier 71, with its associated circuits, in the hole 72 of the patch antenna 70, as shown in Figures 7a and 7b. In this example, the patch element 73 has a smaller surface area than the ceramic filling 74, which is common when arranging the patch element 73 on a ceramic filling. The conductive base plate 75 may be of any suitable size.
Làgbrusförstärkaren 71, vilken företrädesvis har ett hölje av metall, är företrädesvis pressad in i det metalliserade hålet 72 för jordning, och har kablar 76, för matning av nämnda förstärkare, anordnade genom hålet 72. En koaxialkabel kan användas istället för de illustrerade kablarna 76.The low noise amplifier 71, which preferably has a metal casing, is preferably pressed into the metallized hole 72 for grounding, and has cables 76, for feeding said amplifier, arranged through the hole 72. A coaxial cable may be used instead of the illustrated cables 76.
Förstärkaren har även en kontakt, isolerad från höljet, vilken 23628sea.doc; 00-09-25 a a ø ~ ø ø .n lO 15 20 25 30 516 482 ll är ansluten till matningspunkten 77, via ett ledande mönster 78 på ovansidan av patch-elementet 73. det ledande mönstret 78 är isolerat från patch-elementet 73. Matningspunkten 77 är också ansluten till den ledande basplattan via en jordningstråd 79. Det är av ingen betydelse om matningen är ansluten från toppen 77 eller från botten 75, men i detta fall föredras toppmatning.The amplifier also has a contact, isolated from the housing, which 23628sea.doc; 00-09-25 aa ø ~ ø ø .n 10 15 20 25 30 516 482 ll is connected to the feed point 77, via a conductive pattern 78 on the top of the patch element 73. the conductive pattern 78 is isolated from the patch element 73 The feed point 77 is also connected to the conductive base plate via a ground wire 79. It does not matter if the feed is connected from the top 77 or from the bottom 75, but in this case top feed is preferred.
I samtliga exempel har en plan väsentligen fyrkantig patch diskuterats. Såsom alla fackmän inom området förstår kan mindre modifieringar avseende storleken tillhandahållas genom lämpliga ändringar i storlek och tjocklek. Många patchantenner har bucklor eller korta spår på sidorna eller har ett eller flera avklippta hörn. För antennfunktionen att skapa cirkulärpolarisation etc. är det viktigaste att två linjära och ortogonala resonansfrekvenser kan hittas med lämpligt åtskilda frekvenser för att skapa en fasförskjutning på i45°hos strömmarna i ortogonala riktningar. De flesta former mellan något rektangulära och elliptiska former, super- elliptiska former, kan användas för att passa den yttre utformningen.In all examples, a plan essentially square patch has been discussed. As all those skilled in the art will appreciate, minor size modifications may be provided by appropriate changes in size and thickness. Many patch antennas have dents or short grooves on the sides or have one or more cut corners. For the antenna function to create circular polarization etc. it is most important that two linear and orthogonal resonant frequencies can be found with suitably separated frequencies to create a phase shift of i45 ° of the currents in orthogonal directions. Most shapes between slightly rectangular and elliptical shapes, super-elliptical shapes, can be used to fit the external design.
För integrering i en mobiltelefon kan ytan till exempel vara något böjd för att passa utformningen av telefonen och hörn kan skäras av inom ganska stora gränser förutsatt att andra mått ändras för att bibehålla resonansfrekvenser. Detta är exemplifierat i figur 6, där en böjd patchantenn 61 är monterad i en telefon 62. En högtalare 63 är placerad i ett hål i centrum av patchantennen 61. Naturligtvis kan det keramiska materialet tillverkas i praktiskt taget vilken form som helst genom konventionell formning eller genom att använda en blandning av keram/plast för att strängspruta det. 2362Bsea.doc; 00-09-25 516 4 8 2 šïï* - =§§â - 23* ä" 12 Termen kommunikationsutrustning som används i texten och kraven skall underförstàs betyda vilken utrustning som helst som kan ta emot och/eller sända ut radiosignaler, såsom en GPS-mottagare, en mobiltelefon, en sökare. 23628sea.doc; 00-09-25For integration into a mobile phone, for example, the surface may be slightly curved to fit the design of the phone and corners may be cut off within fairly large limits provided that other dimensions are changed to maintain resonant frequencies. This is exemplified in Figure 6, where a curved patch antenna 61 is mounted in a telephone 62. A loudspeaker 63 is placed in a hole in the center of the patch antenna 61. Of course, the ceramic material can be made in virtually any shape by conventional molding or by using a ceramic / plastic mixture to extrude it. 2362Bsea.doc; 00-09-25 516 4 8 2 šïï * - = §§â - 23 * ä "12 The term communication equipment used in the text and the requirements shall of course mean any equipment which can receive and / or transmit radio signals, such as a GPS receiver, a mobile phone, a viewfinder 23628sea.doc; 00-09-25
Claims (12)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9902003A SE516482C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Patch antenna and a communication equipment including such an antenna |
| AU52634/00A AU5263400A (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
| CN00808350A CN1353877A (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Patch antenna and communication device including such antenna |
| KR1020017015000A KR20020010917A (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
| EP00937464A EP1186073A1 (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
| PCT/SE2000/001086 WO2000074172A1 (en) | 1999-05-31 | 2000-05-26 | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9902003A SE516482C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Patch antenna and a communication equipment including such an antenna |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9902003D0 SE9902003D0 (en) | 1999-05-31 |
| SE9902003L SE9902003L (en) | 2000-12-01 |
| SE516482C2 true SE516482C2 (en) | 2002-01-22 |
Family
ID=20415832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9902003A SE516482C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Patch antenna and a communication equipment including such an antenna |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1186073A1 (en) |
| KR (1) | KR20020010917A (en) |
| CN (1) | CN1353877A (en) |
| AU (1) | AU5263400A (en) |
| SE (1) | SE516482C2 (en) |
| WO (1) | WO2000074172A1 (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9917493B1 (en) | 1999-09-20 | 2012-09-18 | multi-level antenna. | |
| US20030003970A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Alan Johnson | Portable communications device |
| FR2829651B1 (en) | 2001-09-13 | 2005-06-24 | Cit Alcatel | COMPONENT FOR RADIOCOMMUNICATION TERMINAL COMPRISING ANTENNA, SPEAKER AND RINGER |
| EP1445823B1 (en) * | 2003-02-10 | 2007-06-13 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Combined speaker and antenna component |
| US6995715B2 (en) | 2003-07-30 | 2006-02-07 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Antennas integrated with acoustic guide channels and wireless terminals incorporating the same |
| CN100428565C (en) * | 2005-02-18 | 2008-10-22 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | High dielectric constant circularly polarized small ultra-high frequency antenna and preparation method thereof |
| CN100556254C (en) * | 2005-09-16 | 2009-10-28 | 宏达国际电子股份有限公司 | portable electronic device |
| FR2895153B1 (en) * | 2005-12-16 | 2008-05-30 | Saint Louis Inst | ANTENNA COMPRISING A RADIATION ELEMENT HAVING A DRILLING |
| US8738103B2 (en) | 2006-07-18 | 2014-05-27 | Fractus, S.A. | Multiple-body-configuration multimedia and smartphone multifunction wireless devices |
| US8406825B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-03-26 | Research In Motion Limited | Integrated antenna and electrostatic discharge protection |
| ATE522950T1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-09-15 | Research In Motion Ltd | INTEGRATED ANTENNA AND ELECTROSTATIC DISCHARGE PROTECTION |
| MY162698A (en) * | 2015-03-12 | 2017-07-05 | Univ Kebangsaan Malaysia | A Circularly Polarized Microstrip Patch Antenna |
| EP3067982B1 (en) * | 2015-03-13 | 2017-05-03 | Gigaset Communications GmbH | Patch antenna for portable electronic wireless devices |
| CN110300387B (en) * | 2019-05-24 | 2020-09-15 | 浙江大学 | High-speed anti-interference communication system and method in multi-sensor guide rail connection |
| CN117631000A (en) * | 2024-01-03 | 2024-03-01 | 上海双微导航技术有限公司 | Positioning integrated device and its driving equipment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2627330B1 (en) * | 1988-02-12 | 1990-11-30 | Alcatel Espace | MULTI-FREQUENCY ANTENNA, ESPECIALLY FOR USE IN THE FIELD OF SPATIAL TELECOMMUNICATIONS |
| JPH10247815A (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Tatsuyoshi Koshio | Multiple-frequency composite antenna |
| JPH11122036A (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Nec Corp | Antenna |
-
1999
- 1999-05-31 SE SE9902003A patent/SE516482C2/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-05-26 CN CN00808350A patent/CN1353877A/en active Pending
- 2000-05-26 WO PCT/SE2000/001086 patent/WO2000074172A1/en not_active Ceased
- 2000-05-26 KR KR1020017015000A patent/KR20020010917A/en not_active Withdrawn
- 2000-05-26 AU AU52634/00A patent/AU5263400A/en not_active Abandoned
- 2000-05-26 EP EP00937464A patent/EP1186073A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1186073A1 (en) | 2002-03-13 |
| AU5263400A (en) | 2000-12-18 |
| WO2000074172A1 (en) | 2000-12-07 |
| SE9902003D0 (en) | 1999-05-31 |
| SE9902003L (en) | 2000-12-01 |
| KR20020010917A (en) | 2002-02-06 |
| CN1353877A (en) | 2002-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100492763C (en) | Monolithic Bifold Dipole Antenna | |
| US6429819B1 (en) | Dual band patch bowtie slot antenna structure | |
| US7053841B2 (en) | Parasitic element and PIFA antenna structure | |
| US7903036B2 (en) | Antenna device and wireless communication apparatus using the same | |
| CN100466377C (en) | Multiband Planar Antenna | |
| US6492952B1 (en) | Antenna device, a communication device including such an antenna device and a method of operating the communication device | |
| JP5093230B2 (en) | Antenna and wireless communication device | |
| US8456366B2 (en) | Communications structures including antennas with separate antenna branches coupled to feed and ground conductors | |
| US7626555B2 (en) | Antenna arrangement and method for making the same | |
| SE516482C2 (en) | Patch antenna and a communication equipment including such an antenna | |
| KR20020011141A (en) | Integrable dual-band antenna | |
| US6421018B1 (en) | Bowtie inductive coupler | |
| JPH11511614A (en) | Low internal modulation electromagnetic feed antenna for mobile phone | |
| JP4169696B2 (en) | High bandwidth multiband antenna | |
| JP2008177888A (en) | Multi-frequency antenna | |
| US6646619B2 (en) | Broadband antenna assembly of matching circuitry and ground plane conductive radiating element | |
| KR101165910B1 (en) | Dual patch antenna module | |
| CN114497998B (en) | Antenna system and camera equipment | |
| KR102559411B1 (en) | Antenna device | |
| JP2007135212A (en) | Multiband antenna apparatus | |
| CN116315655A (en) | Antennas and Electronics | |
| JPH10200438A (en) | Portable radio | |
| JP4241409B2 (en) | Antenna device | |
| JPH06112732A (en) | Planar diversity antenna | |
| KR101787263B1 (en) | High Sensitivity Receiver Antenna for Mobile Device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed | ||
| NUG | Patent has lapsed |