SE518100C2 - Riktkopplare, antenngränssnittenhet samt radiobasstation innefattande antenngränssnittenhet - Google Patents

Description

20 25 30 us-- 51 3 1 gg .š.IfI= 2 forsta övre ledande remsa (1 50A) och en första undre ledande remsa (15OB) i en sandwichstruktur; en andra långsträckt ledare (200; 20021), omgiven av luft mellan två jordplan och innefattande ett andra mellanlager innefattande ett dielektriskt material mellan en andra övre ledande remsa (200:1A) och en andra undre ledande remsa (200: lB) i en sandwichstruktur; varvid den forsta långstråckta ledaren (150; 150: 1) och den andra långsträckta leda- ren (200; 200: 1) är huvudsakligen parallella; varvid den forsta övre och undre ledande remsan resp. den andra övre och undre le- dande remsan är förbundna medelst ledande förbindelser (190, 210, 158) for att hu- vudsakligen eliminera elektriska fålt i det dielektriska materialet mellan dem.

Ytterligare variationer och utforingsformer av uppfinningen finns i bifogade speci- fikation och krav.

Kortfattad beskrivning av ritningar-na För att underlätta förståelsen av föreliggande uppfinning kommer den att beskrivas med hjälp av exempel och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Figur 1 visar en radiobasstation med en antenn placerad på en högt belägen punkt för att ge god radiotäckning till mobilenheter i det geografiska närområdet.

Figur 2 är ett blockschema som visar en sändtagar-/rnottagarenhet med en ingång for att motta ett meddelande som skall sändas.

Figur 3 är en toppvy av en utföringsfonn av antenngränssnittsenheten innefattande en utfoiingsfonn av riktkopplaren.

Figur 4 är en genomskärningsvy längs linjen A-A i figur 3.

Figur 5 är en förstorad vy av en del av figur 3, som visar den tredje ledaren.

Figur 6 visar en utíoringsfonn av den i figur 4 och 3 visade antenngränssnittsenhe- ten med flera skikt.

Figur 7 visar ett blockschema av en annan utföringsform av de i figur 2 visade ra- diobasstationsdelarna. 10 15 20 25 30 3 Figur 8 år en toppvy av ett kretskort i en antenngränssnittsenhet enligt den i figur 7 beskrivna utfóringsforrnen.

Figur 9 är en genomskärningsvy längs linjen B-B i figur 8, vilken även visar en mot- svarande genomskäming av hölj et med lock för större tydlighet.

Detalierad beskrivning av utfóringsforirier I nedanstående beskrivning betecknas lika särdrag i olika utfóringsforrner med samma hänvisningssiffror.

Figur 1 visar en radiobasstation 10 med en antenn 20 placerad på en högt belägen punkt för att ge god radiotäckning till mobila enheter 30 i det geografiska närområ- det. i Figur 2 är ett blockschema som visar en sändtagar-/mottagarenhet 40 med en in- gång 50 för att motta ett meddelande som skall sändas. Sändtagarenheten 40 har en i utgång 90 för att tillhandahålla en radiosignal som skall sändas ut, modulerad med meddelandet, till antennen 20. Utgången 90 från sändtagarenheten 40 år ansluten till antennen 20 via en antenngränssnittsenhet 100. Antenngränssnittsenheten 100 har alltså en ingång 110 ansluten till sändtagarenhetens 40 utgång 90 och en utgång 120 för att tillhandahålla radiosignalen som skall sändas ut, till antennen 20. Antenn- gränssnittsenheten 100 innefattar en riktkopplare 122 med en utgång 130 for en åtenriatningssignal. Utgången 130 är ansluten till en återmatningsingång 140 hos sändtagarenheten 40. Återmatningssignalen Tmeasmc, som mottas på utgången 130 indikerar effekten i den utsända signalen från antenngränssnittsenhetens utgång 120. Återmatningssignalen Tmeasuæ kan därför användas i sändtagarenheten 40 for att styra sändningseffekten hos radiobasstationen 10 för att åstadkomma god radiotäckiiing till mobila enheter 30 i ett område av önskad storlek i det geografiska närområdet. 10 15 20 25 30 4 Figur 3 är en toppvy av en utföringsforrn av antenngränssnittsenheten 100 innefat- tande en utföringsfonn av riktkopplaren 122. Riktkopplaren 122 innefattar ett sub- strat 142 monterat i ett hölje 144. Substratet 142 är försett med en långsträckt elekt- riskt ledande remsa 150A, vilken förbinder en ingångsplatta 110A med en utgångs- platta 120A. Substratet i kombination med ledarna och andra komponenter bildar ett kretskort 143. Ingången 110 kan innefatta en koaxialkontakt med en mittledare 154 för anslutning till ingångsplattan 110A i ledarens 150 ände, såsom visas i figur 3. På samma sätt kan utgången 120 innefatta en koaxialkontakt med en mittledare 156 för anslutning till ingångsplattan l2OA i den andra änden av den ledande remsan l5OA. lngångsplattan 110A och utgångsplattan l2OA är tätt försedda med genomgående öppningar 158 vilka ger god elektrisk kontakt mellan de ledande lagren på ledarens 150 två motstående ändar.

Figur 4 är en genomskämingsvy längs linjen A-A i figur 3. Såsom visas i figur 4 vilar kretskortet 143 på axlar 160 i höljet 144. Kretskortet 143 kan fästas till höljet medelst skruvar (ej visade) införda i lämpliga öppningar i höljets lock 170 (figur 5) och genom öppningar 180 (figur 3) i kretskortet 143 och höljet 144.

Höljet 144 och locket 170 kan vara gjorda i ett elektriskt ledande material, såsom en aluminiumlegering. När locket 170 är fast till bottendelen 144 av hölj et är kretskor- tet 143 inneslutet i en stängd kammare. Kammarens ledande väggar är anslutna till jord för att tillhandahålla jordplan i förhållande till ledare på substratet 142. Kam- maren kan vara fylld med luft eller en annan inert gas.

Den ledande remsan 150A är elektriskt förbunden med en annan ledande remsa 15 OB på motsatt sida av det dielektriska substratet 142 medelst pläterade genomgå- ende hål 190 (figur 3 och 4). De ledande remsoma 150A och 150B utgör en långsträckt ledare 150 vilken förbinder ingången 110 med utgången 120. Eftersom remsoma 150A och 150B är förbundna med varandra finns huvudsakligen inget elektriskt fält i det dielektriska substratet mellan remsoma 150A och 150B. I stället 10 15 20 25 30 518 100 5 kommer, när en transmissionssignal TX tillhandahålls på ingången 110, ett elektriskt fält att utbreda sig mellan den ledande remsan 150A och jordplanet som bildas av locket 170. Därutöver kommer ett elektriskt fält att utbreda sig mellan den ledande remsan l5OB och jordplanet som bildas av höljets 144 innervägg 192 (ñg. 4).

Antenngränssnittsenheten 100 innefattar också en andra långsträckt ledare 200 med ledande remsor 200A och 200B på motstående sidor av substratet 142, såsom visat i figur 4 och 3. De långsträckta ledande remsoma 200A och 200B är förbundna med varandra medelst pläterade genomgående hål 210 (figur 3 och 4). Förbindelsen mellan remsoma 200A och 200B ger ett gemensamt elektriskt potential, vilket hu- vudsakligen eliminerar elektriska fält i substratet mellan remsorna 200A och 200B, såsom nämnt ovan i förbindelse med remsorna 150A och 150B.

Var och en av de ledande remsoma 150A, 150B, 200A, 200B kan innefatta ett me- tallskikt, exempelvis koppar, aluminium eller guld. Den ledande pläteringen i hålen 190, 210 är företrädesvis utförd i samma material som motsvarande metallremsa.

Kretskortet 143 är försett med en utskuren del 220 i området mellan ledaren 200 och ledaren 150. De elektriska fälten i detta område kommer därför att utbreda sig i luft och inte i ett dielektriskt substratrnaterial. Förlusterna i elektroniken är beroende av förlustfaktorn för materialet i vilket det elektriska fältet utbreder sig. I vakuum är förlustfaktorn lika med noll, vilket gör vakuum till ett medium utan förluster. För- lustfaktorn för ett substrat av glasfiberförstärkt epoxyharts har typiskt sett ett värde i området från 0,003 to 0,2. Luft har en förlustfaktor mycket nära vakuum, dvs. mycket nära noll. I detta sammanhang är termen ”mycket nära noll” ett värdet be- tydligt mindre än 0,003.

Med hänvisning till figur 3 har den andra ledaren en första ledardel 230 parallell med en del 240 av den första ledaren 150. Den andra ledaren 200 har också en en- skild andra ledardel 250 vilken sträcker sig i en riktning vinkelrät på den första le- 10 15 20 25 30 6 dardelens 230 utbredning. Den andra ledardelen 250 innefattar en utgångsplatta 260 ansluten till antenngrånssnittsenhetens utgång 130 via en parallellplansledning 252.

Utgången 130 kan innefatta en koaxialkontakt med en mittledare 154 for anslutning till en dyna i parallellplansledningens 252 ända, såsom visat i figur 3.

I drift, när en utsänd signal utbreder sig från ingången 110 via den första ledaren 150 till utgången 120 kommer en viss andel av den utsända signalen att kopplas till den andra ledaren 200. Den kopplade signalen utbreder sig via den andra ledardelen 250 till antenngränssnittsenhetens utgång 130.

Den utskuma delen 220 sträcker sig utmed sidan av den första ledardelen 230 som vetter mot den första ledaren 150. Den utskurna delen 220 sträcker sig också utmed sidan av den andra ledardelen 250 så att ett elektriskt fält i närheten av den andra ledaren 200 på sidorna som vetter mot den första ledaren 150 och ingångsplattan 110A utbreder sig i luft. Det faktum att den utskurna delen ger en luftspalt utmed hela längden av ledarens 200 sida minskar förlustema på ett fördelaktigt sätt.

Ett problem relaterat till basstationema, i syrmerhet när de placeras i ett högt läge relativt det geografiska närområdet, är att höga objekt, såsom antenner, lätt drar till sig blixtar 265 (Fig. 1) när det är åskväder. En stor andel av energin från en sådan blixt passerar genom radiobasstationstomets hölje 267 (ñg. 1), men en viss andel av energin förflyttar sig ofta utmed sändnings-/mottagnings- (TX IRX) signalvägen från antennen 20 i riktning mot sändtagarenheten 40 (fig. 2). Denna energi kan visa sig såsom en puls med en varaktighet av exempelvis 350 mikrosekunder och en stigtid på ungefär 10 mikrosekunder. Energipulsen från en blixt kan i allmänhet ligga i fre- kvensbandet kring en megahertz, vilket skall anses vara ett lågt frekvensband jäm- fört med den utsända signalens TX frekvens.

För att skydda känsliga delar i radiobasstationen är antenngränssnittsenheten 100 därför försedd med en uppsättning blixtskyddsanordningar. Enligt en utföringsforrn 10 15 20 25 30 7 av uppfinningen innefattar antenngränssnittsenheten 100 en tredje ledare 270 an- sluten till utgångsplattan 120A (ñg. 3). Den tredje ledaren 270 har ledande remsor 270A och 270B på motsatta sidor av substratet 142, såsom visas i figur 4 och 3. De långsträckta ledande remsorna 270A och 270B är förbundna med varandra medelst pläterade genomgående öppningar 280 (fig. 3 och 4). Förbindelserna mellan rem- soma 270A och 270B ger ett gemensamt elektriskt potential, vilket huvudsakligen eliminerar elektriska fält som kan uppstå i substratet mellan remsorna, såsom ovan nämnt i samband med remsorna 150A och l50B.

Figur 5 är en förstorad vy av en del av figur 3, som visar den tredje ledaren. Den tredje ledaren 270 är ansluten till utgångsplattan 120A och utformad så att den ger full reflektion av eventuella utsända radiosignaler TX, medan den elektriska pulsen från en blixt sänds vidare till en blixtskyddsenhet 290. Blixtskyddsenheten 290 är utfonnad på ett sådant sätt att den elektriska pulsen leds till jord.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är den tredje ledaren 270 försedd med en kapacitiv last 300 på ett avstånd D, utmed ledaren, från utgångsplattan 120A (fig. 3) för att ge full reflektion av eventuella utsända signaler TX av radiofrekvens. Den ka- pacitiva lasten kan innefatta två kapacitanser 300, såsom visas i figur 3 och 5.

Det dielektriska substratet 142 är försett med utskuma delar 310, 320 i området nära ledarens 270 sidor. Därför kommer de elektriska fälten i detta område att utbredas i luft snarare än i ett dielektriskt substratmaterial. Radiofrekvensförlustema i elektro- niken är beroende av förlustfaktom för materialet genom vilket det elektriska fältet utbreds. Det kommer därför att vara mycket låga förluster i ledaren 270, vilket är fördelaktigt eftersom det reducerar förlusterna för signalen TX när den går mellan plattan 120A och den reflekterande impedansen 300.

Omedelbart efter lasten 300, sett från utgångsplattan 120A utvidgas ledaren 270 för att bilda en platta 302 som är tätt försedd med pläterade genomgående hål 304 vilka 10 15 20 25 518 100 = 8 bildar förbindelser till andra ledande skikt. De pläterade öppningarna 304 möjliggör tillförsel av relativt höga toppströmmar från de andra ledande skikten till toppskiktet 302A. Enligt en utföringsforrn innefattar blixtskyddsenheten 290 ett gasfyllt åsk- skydd 290, såsom exempelvis SIEMENS Type A81-C90XMD. Enligt en utförings- form samverkar åskskyddet 290, vilket fimgerar som en primär skyddsenhet, med sekundära skyddsenheter såsom överspänningsskydd. Blixtskyddsenheten 290 har en första terminal kopplad till plattan 302A, och en annan terminal förbunden med en jordplatta 324. Plattan 324 är en del av ett stort j ordskikt, vilket är tätt försett med pläterade genomgående öppningar 305 vilka ger förbindelser till andra ledande skikt med jordpotential.

Enligt en föredragen utföringsforrn är avståndet D huvudsakligen en fjärdedel av en våglängd för den utsända radiosignalen. Avståndet D kan även vara: D=n*7L/4, där N är ett ojämnt heltal Ä är våglängden för radiosignalen TX I denna kontext beräknas Ä såsom C f * JE ' c= ljushastigheten där ,1=' f= frekvensen för signalen TX s, = den dielektriska konstanten i mediet i vilket signalen utbreder sig Eftersom det dielektriska substratet 142 enligt en utföringsforrn av uppfinningen är försett med utskuma delar 310, 320 utmed ledarens 270 sidor kommer eventuella signaler i ledaren 270 att utbredas genom luft. För ändamålet att definiera avståndet D är därför s, den dielektriska konstanten för luft. Luft har en dielektrisk konstant av l,00059, medan ett substrat av glasfiberförstärkt epoxyharts typiskt sett har en di- elektrisk konstant omkring 3,3. 10 15 20 25 9 Figur 6 visar en utföringsfonn av den i figur 4 och 3 visade antenngränssnittsenhe- ten 100 med flera skikt. Figur 6 är en genomskärningsvy längs linjen A-A av en ut- fóringsfonn med flera skikt av antenngränssnittsenheten som visas i figur 3. I tillägg till ledarskikten A och B finns mellanskikt C och D, vilka också är förbundna med varandra medelst pläterade genomgående hål.

Figur 7 visar ett blockschema av en annan utfóringsform av de i figur 2 visade ra- diobasstationsdelama. En forsta sändtagarenhet 40:1 innefattar en modulatorenhet 330:l med en ingång 34021 for att motta ett meddelande som skall sändas. Modula- torenheten 330:l har en utgång 35011 fór tillhandahållande av en utsignal av radio- frekvens, modulerad med meddelandet, till en justerbar dämpningsenhet 360: l , vil- ken in sin tur matar den dämpade signalen till en effektfórstärkare 370: 1. Utsignalen TX från effektfórstärkaren 370:l matas till en ingång på en antenngränssnittsenhet 100.

Antenngränssnittsenheten 100 har en utgång 12011 for att mata radioutsignalen till antennen 20: 1. Antenngränssnittsenheten 100 innefattar en riktkopplare med en ut- gång 13031 for en återmatningssignal Tmmwe vilken anger effekten hos signalen på utgången 120: 1. Riktkopplaren innefattar också en annan utgång 380:1 for en signal som anger en signal Tfleflecmdfl, vilken reflekteras från antennen 2011 till antenn- gränssnittsenheten 100.

Effekten i signalen Tmflectedz; jämförs med ett referensvärde, och om den avviker från vissa gränsvärden matar styrenheten 395:] en larmsignal till en lannenhet 37221.

Utgången 380:1 är ansluten till en åtennatningsingång 390:l hos en styrenhet 395: 1.

Utgången 13011 är ansluten till en återmatningsingång 400:1 hos styrenheten 395:1. 10 15 20 25 30 5,8 m, 10 Styrenheten 39521 mottar, på en ingång 410: 1, en signal som anger effekten hos ra- diofrekvenssignalen som matas från modulatorn 330:1 till dämpningsenheten 360:1.

Ett problem avseende radiobasstationer är att den totala dämpningen eller förstärk- ningen av signalen tagen från utgången 350zl till antennen 20: 1, varierar i beroende av temperatur och andra variabla faktorer. För att kompensera för denna variation justerar styrenheten den totala förstärkningen hos 360:1, 37021 genom att styra dämpningsenheten 360:1 så att en förbeståmd uteffektnivå till antennen 2021 bibe- hålls. För detta ändamål matar styrenheten en styrsignal på en utgång 420:1 till en styringång 43031 hos dämpningsenheten. Styrenheten justerar därför dämpningen i beroende av signalerna som mottas på ingångerna 41021 och 400: 1, så att signalens Tmeasum effekt hålls lika med ett referensvårde. Eftersom Txmeasmefl indikerar sig- naleffekten som matas till antennen 20:1, kommer denna lösning att eliminera eller märkbart reducera den oönskade variationen av utsignalseffekten.

En andra sändarenhet 4022 fungerar på samma sätt för ett annat meddelande matat på en ingång 34022, i relation till en annan antenn 20:2.

En likspänningskälla 440 matar en matningsspårrning till en likspänningsingång 450 hos antenngrånssnittsenheten 100. Antenngränssnittsenheten 100 är företrädesvis anordnad att möjliggöra matning av en likspänningssignal på utgångama 120: 1, 120:2, dvs. på samma utgång som radioutsignalen TX] resp. Tu. Likspärmingen som matas från utgången 120:1 separeras från radioutsignalen TX] av ett filter 452:1 och likspänningssignalen matas till spänningsingången 460:1 hos en förstärkare 470:1 (ofta benämnd tornmonterad förstärkare eller tower mounted amplifier TMA). Filt- ret 452:1 kan vara utformat som en kapacitans, såsom kapacitansen 54011 i figur 8.

Förstärkaren 470:1 förstärker signalen Rx som mottas av antennen 20: 1. Ett filter 48021 är anpassat att mata signalen Rx som mottas av antennen 20: 1, till förstärkaren 470: 1, och den förstärkta signalen RX matas till kontakten 120:1 via et annat filter 482: 1 , så att den mottagna signalen Rx kan utbredas genom antenngränssnittsenhe- 10 15 20 25 30 e ...- 51 s 1 00 ä f::= 11 ten i motsatt riktning av TX -signalen. Ett filter 490:1 i sändtagaren 40:1 separerar signalen RX och levererar till elektroniken 50021 som är avsedd för demodulering OSV.

Figur 8 är en toppvy av ett kretskort 510 i en antenngränssnittsenhet 100 enligt den i figur 7 visade utfóringsformen. Kretskortet 510 innefattar en ledande dyna 520 an- sluten till ingången 450 (figur 7) för att motta likspänningssignalen. En ledare 53021 (figur 8) matar likspänningssignalen till plattan 30221 som är ansluten till TX - signalutgången 12021 via blixtpulsskyddsledaren 270: 1. Likspänningssignalen matas därför till likspänningsseparationsfiltret 452:l såsom beskrivet med hänvisning till figur 7 ovan.

En annan ledare 53022 matar likspänningssignalen från dynan 520 till plattan 302:2, vilken är ansluten till TX -signalutgången 12012. likspänningssignalen matas därmed till likspänningsseparationsfiltret 45222 såsom beskrivet med hänvisning till figur 7 ovan. Såsom visas i figur 8 innefattar ledaren 530:2 en del 532 där den löper i ett ledande mellanskikt, dvs. i ett ledande skikt mellan det övre ledande skiktet A och det undre ledande skiktet B.

För att förhindra att likspänningssignalen utbreder sig till antennenhetens TX - signalingången 11011 (figur 7) finns en likspänningsblockerare 540:1. Enligt den visade utforingsfonnen är likspänningsblockeraren 540:1 utförd såsom en ytmonte- rad kapacitans vars värde har valts så att TX - och RX -signalen kan passera.

TX -signalingången 11021 (figur 7) är ansluten till en dyna 550:1 medelst en mittle- dare 154:1 (lik den i anslutning till figur 3 ovan beskrivna mittledaren). Dynan 550:1 är ansluten till en parallellplansledning 56021 anordnad att mata TX -signalen till en platta 110A:1 som är tätt försedd med pläterade genomgående hål 158:1 vilka ger god elektrisk kontakt mellan de ledande lagren i ledaren 150. 10 15 20 25 30 51 g 1 00 ~; f f::= 12 Med hänvisning till figur 9 är en ledande remsa 15OA:1 elektriskt förbunden med en annan ledande remsa 150B:1 på det dielektriska substratets 542 motsatta sida me- delst pläterade genomgående hål 190. De ledande remsorna 150A och 150B, med mellanliggande skikt av dielektriskt material och ledande skikt 150C:l och l5OD:1 bildar en långsträckt flerskiktsledare 150:1 vilken förbinder ingången 11021 med ut- gången 120:1. På samma sätt som beskrivet med hänvisning till figur 3 ovan kom- mer det att huvudsakligen inte finnas något elektriskt fält i det dielektriska substra- tet.

Antenngränssnittsenheten 100 innefattar också en andra långsträckt flerskiktsledare 200:1 (figur 8) med ledande remsor 200A:1 och 200B:1 (ej visade) på motsatta sidor av substratet 542 och mellanliggande ledande remsor 200C:1 och 200D:l (ej visa- de). De långsträckta ledande remsoma 200A och 20OB är örbundna med varandra medelst pläterade genomgående hål (figur 8) vilka möjliggör ett gemensamt elekt- riskt potential, och därigenom huvudsakligen eliminerar eventuella elektriska fält i substratet mellan remsorna 200A och 20OB.

Därutöver innefattar antenngränssnittsenheten 100 även en annan långsträckt fler- skiktsledare 570:l (figur 8) med ledande remsor 570A:1 och 570B:1 (ej visade) på motsatta sidor av substratet 542 och mellanliggande ledande remsor 570C:1 och 570D:1 (ej visade), förbundna med varandra på samma sätt som beskrivit ovan. Le- daren 570:l är utformad på liknande sätt som ledaren 200:1, men är placerad så att den tillhandahåller en kopplad utsignal som anger effekten i TX -signalen som re- flekteras från antennen 2011. Ledaren 570:l har en platta 5 8011 tätt försedd med pläterade genomgående hål som ansluter till en parallellplansledning 590 som leder den kopplade signalen Tmflæted till en kontaktdyna 600: 1. Kontaktdynan 60021 är ansluten till en koaxialkontakt som utgör utgången 380:1 såsom beskrivs ovan i an- slutning till figur 7. Såsom nämnt ovan kan denna signal användas för feldetektions- syften, innefattande att generera larm om onormala värden detekteras för den re- flekterade signalen. 10 15 20 25 30 13 De långsträckta ledande remsorna 570A:1 och 57OB:1 är förbundna med varandra medelst pläterade genomgående hål 602:1 (ñgur 8) vilket ger en gemensam elektrisk potential, varvid eventuella elektriska fált i substratet mellan remsorna 57021 och 57OB:1 huvudsakligen elirnineras.

Var och en av de ledande remsoma kan innefatta ett metallskikt, exempelvis koppar, aluminium eller guld. Den ledande pläteringen i hålen är företrädesvis utförd i sam- ma material som den motsvarande metallremsan.

Kretskortet 510 är försett med utskurna delar vilka bildar luftspalter på båda sidor om ledaren 150: 1 , på båda sidor om ledaren 20011 och på båda sidor om ledaren 57021. Såsom visas i figur 8 är kretskortet 510 även försett med utskurna delar vilka bildar luftspalter på båda sidor om ledaren 270: 1. I figur 8 visas de utskurna delama eller luftspaltema på kretskortet 510 med prickade områden. Skuggade områden i figur 8 visar rent dielektriskt material vilket ger isolation från andra intilliggande ledare eller jordplan.

Därför kommer de elektriska fälten i detta område att utbreda sig i luft snarare än i ett dielektriskt substratrnaterial. Radiofrekvensförlusterna i elektroniken är beroende av förlustfalctorn för materialet i vilket det elektriska fältet utbreder sig. Ivakuum eller tomrum år förlustfaktorn noll, vilket gör att ?free space är ett förlustfritt medi- um. Förlustfaktom för ett substrat av glasfiberförsedd epoxyharts har typiskt sett ett värde i området från 0,003 till 0,2. Luft har en förlustfaktor mycket nära vakuum, dvs. mycket nära noll. I detta sammanhang betyder termen ”mycket nära noll” ett värde mycket lägre än 0,003.

Ledarens 270:1 bandbredd beror på bredden av den ledande remsan, avståndet D (beskrivet i anslutning till figur 5 ovan) och kapacitansen hos den kapacitiva lasten 300. Genom att minska ledarens 270:1 bredd ökas bandbredden. Förekomsten av 10 15 20 25 30 14 utskuma delar vilka bildar luftspalter på båda sidor om ledaren 270:1 ger högre im- pedans i ledaren 270:1 än vad som skulle vara fallet med ett fast dielektriskt materi- al nåra ledarens 270:1 sidor. Detta har att göra med värdet för den relevanta dielekt- riska konstanten. Förekomsten av utskurna delar vilka bildar luftspalter på båda si- dor om ledaren 270:1 förbättrar även ledarens 270:1 bandbredd på ett fördelaktigt sätt. Tester visar att ledarens 270, 270:1 radiofrekvensbandbredd ökar mer än 15% när dielektriskt material nära ledarens 270:1 sidor tas bort för att ersättas med ut- skurna delar vilka bildar luftspalter.

Förbättrad riktverkan Med hänvisning till figur 8 ger riktkopplaren som bildas av ledare 150: 1 , 200:l och 57021 en fördelaktigt god riktverkan, vilketmöjliggör exakta signalmätningar. I för- hållande till den primära ledaren 150:1 utmed vilken radiosignaler TX leds från dy- nan 55021 till utgången 120:1 är ledaren 200:l en sekundär ledare. På grund av geometri och det faktum att ledaren 200:l är parallell med den primära ledaren 150:1 är graden av koppling mellan ledarna förutsägbar. Det faktum att kretskortet kan tillverkas på ett rationellt sätt genom att etsa, pressa, borra ut utskämingama och plätera/etsa innan man slutligen fräser, ger en stabil tillverkningsmetod vilket gör kostnaden för antenngränssnittsenheten låg. Det faktum att blixtskyddselektroniken är integrerad på kretskortet reducerar dessutom antalet separata kretsar och höljen som behövs, vilket ytterligare förbättrar kostnadsfördelarna med den föreliggande lösningen.

Kopplingen mellan ledare 150:1 och 200:l är sådan att signalen TX som leds från dynan 55021 till utgången 120:1 är kopplad så att en uppmätt signal TxMeasme bildas vid ledarens 200:l övre ända såsom visas i figur 8. På samma sätt alstrar en viss an- del av en reflekterad signal Tmflected, vilken leds längs ledaren 150:1 i riktning från utgången 120:1 till dynan 550:l, en signal i den lägre ändan av ledaren 200:l såsom visas i figur 8. För att eliminera eventuell interferens i mätningama från denna oönskade signal är en balanserad termineringsimpedans 610:l anordnad. Terrnine- 10 15 20 518 100 15 ringsimpedansen 610:1 är ansluten från ledarens 200:1 ända till jord. Jord är utfor- mad såsom ett stort ledande skikt på kretskortets toppskikt eller A-skikt.

Impedansens 610:1 värde är företrädesvis valt såsom ett värde lika med impedansen som ses när man betraktar kopplaren från ledarens 200 ända, dvs. från impedansens 610:1 position. I en föredragen utfóringsfonn är impedansens 610:1 värde 50 ohm.

På grund av det fördelaktiga faktum att ledarna endast är omgivna av luft så att all kopplad elektrisk energi har passerat genom samma medium - luft - kommer den kopplade signalen att huvudsakligen ha endast en fas. Detta i sin tur ger som resultat en hög grad av riktverkan.

Figur 9 är en genomskärningsvy längs linjen B-B i figur 8, vilken även visar en mot- svarande genomskärningsvy av höljet 144 med locket 170 för ökad tydlighet.

Såsom visas på vänstra sidan i figur 9 innefattar ledaren 15011 fyra ledande skikt, med dielektriska skikt på båda sidoma i en sandwichstruktur och förbundna medelst pläterade hål 190. Vid delen som har en extra hög koncentration av pläterade hål 15811 är fyrskiktsledaren ändrad till en parallellplansledning 63 0:1 vilken leder till likströmsstoppkondensatorn 540: 1. Det ledande ytskiktet är brutet under den yt- monterade kondensatom 540:l for att hindra likström från att flöda till parallell- plansledning 56011.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 v u.- . 1 I ~ ~ , o - » o - .- s1s 100 16 Patentkrav l. Riktkopplare för radiofrekvenstillämpning, innefattande en ingång (110) fcšr mottagning av en radioinsignal; en utgång (120) för utsändning av en radioutsignal, vilken utgång (120) även är anordnad att mata en elektrisk spänning till aktiva kretskomponenter (470:l) anslutna till utgången (l20); en första långsträckt ledare (l50; 150: l), omgiven av luft mellan två jordplan för att ansluta ingången (110) till utgången (l20); varvid den första le- daren (150) innefattar en struktur med ett första mellanlager innefattande ett di- elektriskt material mellan en första övre ledande remsa (150A) och en första nedre ledande remsa (150B) i en sandwichstruktur; en andra långsträckt ledare (200; 20021), omgiven av luft mellan två jordplan och innefattande ett andra mellanlager innefattande ett dielektriskt material mellan en andra övre ledande remsa (200: 1A) och en andra undre le- dande remsa (200: lB) i en sandwichstruktur; varvid den första långsträckta ledaren (l50; 150:1) och den andra långsträckta ledaren (200; 200: 1) är huvudsakligen parallella; varvid den första övre och undre ledande remsan resp. den andra övre och undre ledande remsan är förbundna medelst ledande förbindelser (190, 210, 158) för att huvudsakligen eliminera elektriska fält i det dielektriska materialet mellan dem. Riktkopplare enligt krav 1, varvid Nämnda första långsträckta ledare innefattar åtminstone en ytterligare elektriskt ledande remsa (150:C) infattat i det första dielektriska mellanskiktet, varvid den åtminstone ena ytterligare elektriskt ledande remsan (150:C) är elektriskt för- 10 15 20 25 o os.. 518 100 = l 7* bundet med den övre och den nedre ledande remsan (159:A; 150:B) medelst de ledande törbindelserna Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, varvid de ledande för- bindelsema (190, 210, 158) är inbördes fördelade i respektive lednings längd- riktning, med ett avstånd (S) mindre än en fjärdedel av radiosignalens våglängd. Riktkopplare enligt krav 3, eller något föregående krav, varvid de ledande förbindelserna (190, 210, 158) är inbördes fördelade i respektive lednings längdriktning, med ett avstånd mindre än en åttondel av radiosignalens våglängd. Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, varvid utgången (120) för att leverera en radioutsignal är ansluten till en blixtskyddsanordning. Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, vidare innefattande en ytterligare långsträekt ledare (270) omgiven av luft mellan två jord- plan, den ytterligare ledande ledaren (270) innefattande ett mellanlager innefat- tande ett dielektriskt material, omgivet av en ytterligare övre ledande remsa (27OA) och en ytterligare undre ledande remsa (270B) i en sandwichstruktur; varvid den ytterligare långsträckta ledaren är i elektrisk kontakt med den första långsträckta ledaren (150); varvid den ytterligare långsträckta ledaren (270) är försedd med en kapacitiv last (300) på ett avstånd (D), vilken tillhandahåller en anpassad ingång för ra- diosignaler med en bestämd bandbredd. Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, vidare innefattande: en tredje långsträekt ledare (570: 1), omgiven av luft mellan nämnda jordplan, varvid den tredje långsträckta ledaren (570: 1) innefattar ett tredje 10 15 20 25 30 10. 11. 12. o uno: I I | a o. "s1s 100 Iï=- stå mellanlager innefattande ett dielektriskt material mellan en tredje övre ledande remsa (200: 1A) och en tredje undre ledande remsa (200:1B); varvid den första långsträckta ledaren (l50;150:1) och den tredje långsträckta ledaren (200; 200: 1) är huvudsakligen parallella; varvid den tredje övre och undre remsan har ledande tvärförbindelser (602: 1) för att huvudsakligen eliminera eventuella elektriska falt i det dielekt- riska materialet dem emellan; varvid den tredje ledaren (570: 1) är formad och belägen så att den tillhanda- håller en kopplad utgång (TKR) vilken anger en effekt hos en radiosignal som ut- breder sig i en riktning från utgången (120) till ingången (110). Riktkopplare enligt krav 7, eller något föregående krav, varvid nämnda tredje långsträckta ledaren (570: 1) är åtskild från den andra långstråckta ledaren. Riktkopplare enligt krav 7, eller något föregående krav, varvid den andra långsträckta ledaren (200; 200: 1) är anordnad utrned en sida av den första långsträckta ledaren (150; 15011) och den tredje långsträckta ledaren (5 70: 1) är anordnad utrned en annan sida av den första långsträckta ledaren (150; 150: 1). Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, varvid den första långsträckta ledaren (150; 150: 1) har en platta (1 10A:1) vilken är försedd med ett flertal ledande förbindelser (158: 1) vilka ger elektrisk kontakt mellan ledan- de lager hos den första långsträckta ledaren (150; 150:1). Riktkopplare enligt krav 10, eller något föregående krav, varvid en parallell- plansledning (560:1; 560:2) kopplar den första långsträckta ledaren (150; 150:1) till ingången (110) för att motta en radioinsignal. Riktkopplare enligt krav 10, vidare innefattande 10 15 20 25 30 13. 14. 15. 16. 51 8 1 0 0 ÉÃÉÉ - fÃÉf- '* I Vi ett högpassfilter (540: 1) anslutet mellan parallellplansledningen (560: 1; 560:2) och den första långsträckta ledaren (150; 150: 1). Riktkopplare enligt krav 12, eller något föregående krav, varvid högpassfiltret (540:1) är anpassat att tillåta radioinsignalen att passera. Riktkopplare enligt krav 13, eller något föregående krav, varvid radioinsignalen har en frekvens i området från 800MHz till 3GHz. Riktkopplare enligt krav 1, eller något föregående krav, varvid det dielektriska materialet har en första öppning vilken definierar en luftspalt mellan den första långsträckta ledaren (150; 15 0: 1) och den andra långsträckta ledaren (200; 200: 1) och riktkopplaren innefattar åtminstone en av: en andra öppning vilken definierar en luftspalt utmed en sida av den andra lângsträckta ledaren (200; 200: 1) som vetter bort från den för- sta lângsträckta ledaren (150; 150: 1); och/eller en tredje öppning vilken definierar en luftspalt utmed en sida av den första långsträckta ledaren (15 0;150: 1) som vetter bort från den andra långsträckta ledaren (200; 200: 1). Riktkopplare enligt krav 7, eller något föregående krav beroende av krav 7, var- vid nånmda dielektriska material har en fjärde öppning vilken definierar en luftspalt mellan den första långsträckta ledaren (150;150:1) och den tredje långsträokta ledaren (570: 1) och riktkopplaren innefattar åtminstone en av en femte öppning vilken definierar en luftspalt utmed en sida av den tredje långsträckta ledaren (570: 1) som vetter bort från den första långsträckta ledaren (150; 150: 1); och/eller 10 17. 18. o |c~~ 518100 o o v u . u ø - - . 40 2 0 en sjätte öppning vilken definierar en luftspalt utmed en sida av den Första lângstrâckta ledaren (1 50;1 50: 1) som vetter bort från den tredje långsträckta ledaren (570: 1). Antenngränssnittsenhet innefattande en första riktkopplare enligt krav l och en andra riktkopplare enligt krav

1. Radiobasstation innefattande en sändtagare (40; 40: 1 , 40:2) ansluten till en an- tenn (20) via ett antenngränssnitt (100), vilket antenngränssnitt innefattar en riktkopplare enligt något av kraven 1-17.