SE518988C2 - Inbyggt multiband-, multiantennsystem och portabel kommunikationsenhet - Google Patents

Description

20 25 30 518 988 2 ~ ø u u n o . n . .. othnïantenn har hittats på marknaden tillsammans med en sådan antenn i en mobiltelefon.

De kända antennerna arbetar således endast vid två frekvensband, och en Bluetoothm-antenn inbegripes inte.

Samanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla ett väldigt kompakt multiband, multian- tennsystem med ett billigt och sofistikerat mekaniskt kon- cept för att erhålla god isolation genom lämplig design av ett parasitelement som en högimpedansblockering.

Syftet med den föreliggande uppfinningen uppfylls med hjälp av ett antennsystem enligt det bifogade oberoende pa- tentkravet.

Andra syften, egenskaper och fördelar med den före- liggande uppfinningen kommer att framgå från den följande detaljerade beskrivningen av en föredragen utföringsform, från de bifogade ritningarna såväl som från underkraven.

Kort beskrivning av ritningarna En föreliggande exemplifierande utföringsform av ett antennsystem enligt den föreliggande uppfinningen kommer nu att beskrivas i mer detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, varvid: FIG 1 är en schematisk perspektivvy av antennsyste- met, FIG 2 är en schematisk sidvy av antennsystemet, som visas i FIG 1, FIG 3 är en schematisk perspektivvy av en mobiltele- fon med en antennbärare och en antennanslutning för antenn- systemet i figurerna 1 och 2, FIG 4 motsvarar FIG 3 med antennsystemet i figurerna 1 och 2 i ett hopvikt tillstånd, 10 15 20 25 30 35 ~ n u o nu o o o I o n n o n .u FIG 5 visar det hopvikta antennsystemet i FIG 4 till- sammans med antennanslutningen monterad på ett tryckt kretskort, FIG 6 är ett förlustdiagram för en huvudantenn och en Bluetootnm-antenn, vilka är inbegripna i antennsystemet, FIG 7 illustrerar isolationen mellan de två antenner- na i FIG 6, FIG 8 är en dimensionerad ritning av en föredragen utföringsform av antennsystemet, och FIG 9-12 är alternativa utföringsformer av antennsy- stemet enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning En förenklad illustration av antennsystemet l enligt uppfinningen visas i figurerna l och 2. Antennsystemet har en huvudantenn 2 för GSM/DCS/PCS samt en separat, mindre Bluetootnm-antenn 3, vilken är placerad väldigt nära hu- vudantennen 2. Såsom visas i FIG 2 är antennerna vikta och upptar ett första plan, i vilket huvuddelen av antennmönst- ret är placerat, ett andra plan, som är vinkelrät mot det första planet samt ett tredje plan, vilket är vinkelrät mot det andra planet och parallellt med det första planet.

Huvudantennen 2 är en inbyggd patchantenn med ett pa- rasitelement, varvid den mindre Bluetootnm-antennen 3 är en PIFA, vilken emellertid är något bockad för att rymmas i det lilla, tillgängliga utrymmet. Kombinationen av anten- nerna, deras individuella placering samt vikningen tillsam- mans med den elektriska förbindningen är anmärkningsvärda egenskaper.

En signifikant fördel med antennsystemet enligt den föreliggande uppfinningen är storleksreduktionen, som er- hålls genom att placera antennerna tätt tillsammans såväl som vikningen av antennmönstrena.

Huvudantennen 2 innefattar en dubbelbands PIFA-antenn med en GSM-del 4 och en DCS-del 5. Utöver detta innefattar 10 15 20 25 30 35 51 s 988 äfaši-aß f - huvudantennen 2 en parasitisk PCS-del 6. Huvudantennen 2 och Bluetootnm-PIFA-antennen 3 är tryckta på samma flexib- la substrat (inte visat i ritningarna) och utgör tillsam- mans en böjlig film.

Metallbanan hos den parasitiska PCS-delen 6 är place- rad mellan huvudantennen 2 och Bluetoothm-antennen 3. Det är resonant vid PCS 1900 MHz, ungefär en M våglängd och kommer att verka som en högimpedansblockering mellan huvud- antennen 2 och Bluetoothflïantennen 3.

Genom att anordna antennerna på detta sätt är det möjligt att minska den totala storleken hos antennsystemet jämfört med om parasitelementet inte var inbegripet. Det förstås att genom att flytta antennerna ifrån varandra, vilket skulle vara nödvändigt i frånvaron av parasitelemen- tet, oth“Lantennen öka. skulle isolationen mellan huvudantennen och Blueto- Antennsystemet 1 har fem anslutningsbanor 7a-7e, vil- ka alla är placerade på det tredje planet. Av dessa anslut- ("Jord #l") och en matningsbana 7b ("Matning #l") för GSM-delen 4 och ningsbanor har huvudantennen 2 en jordbana 7a DCS-delen 5. Den parasitiska PCS-delen 6 har endast en jordbana 7c ("Jord #2"), varvid Bluetoothnïantennen 3 har en jordbana 7d ("Jord #3") ("Matning #2"), såsom visas i FIG 1. Den verkliga bredden såväl som en matningsbana 7e på matningsbanorna är en avvägning mellan storlek och pre- standa. Genom att bredda banorna erhålls en bättre prestan- da. Bredare matningsbanor resulterar emellertid i en ökad storlek på antennsystemet.

Såsom visas i FIG 2, är antennsystemet 1 anslutet (FIG 5) risk matning 8. Såsom framgår av figurerna 3-5 är den till radiokretsar på ett kretskort 13 via en elekt- elektriska mätningen 8 i form av en antennanslutning ll, vilken är monterad pà kretskortet 13 och inbegriper en grupp av fem pogopinnar ("Pogo pins") 12 (en för varje an- slutningsbana 7a-7e). 10 15 20 25 30 ooooou n n nn n o en vu nu ou- . vu I u n n I u . c n v 1 n v nu u v n r n ~ a a a n n o o f u u o un: nun f q o a o u v a a p o nu o u 1 an n s n s n u u p A u o u u» - no u: ou .o I en föredragen utföringsform är den böjliga filmen med antennsystemet 1 placerad på en antennbärare 9 av plast, som kommer att hålla filmen i korrekt position med avseende på kretskortet 13. FIG 3 illustrerar antennbäraren 9 tillsammans med antennanslutningen 11 och huvudsidan av mobiltelefonen 10.

Materialet, vilket används för antennbäraren kommer att påverka antennens prestanda. Detta beror på att antenn- bäraren kommer att fungera som en dielektrisk last, som ändrar resonansfrekvensen hos antennerna något. Ett för- lustbetingat material, dvs ett material med hög dielektrisk konstant, ("Voltage Standing Wave Ration, VSWR") dare bandbredd, men kommer samtidigt att tillhandahålla en kommer att ge ett bättre stående vågförhållande och således en bre- lägre antennförstärkning. Såsom omnämnts ovan är antennbä- raren tillverkad av plast i en föredragen utföringsform.

Andra material, såsom keramik, glimmer eller glas kan emel- lertid även användas som bärarmaterial beroende på de öns- kade funktionsegenskaperna hos antennsystemet.

FIG 4 illustrerar basen hos antennsystemet 1 i ovikt tillstånd i ett plan ovanför antennbäraren 9. Antennanslut- ningen 11 med dess pogopinnar 12 visas under antennbäraren 9.

FIG 5 illustrerar återigen antennsystemet 1 i ovikt tillstånd ovanför antennanslutningen 11 och pogopinnarna 12. Det bara kretskortet 13 visas även.

FIG 6 visar reflektionsförlusterna för huvudantennen 2 och Bluetoothm-antennen 3. Det framgår att antennerna är avstämda (konstruerade) att arbeta vid något för höga fre- kvenser. Detta är gjort för att kompensera för förluster, som introduceras av plasthöljet och resten av mekanismerna nedan.

FIG 7 illustrerar isolationen mellan de två antenner- na i FIG 6. Uppenbarligen är isolationen väldigt god, även 10 15 nu en . _. _ .oo. oss: 518 988 6 0 . ' . . . ' I I I OO i det högsta bandet, trots det korta avståndet mellan an- tennerna.

FIG 8 är en dimensionerad ritning av den för tillfäl- let föredragna utföringsformen av antennsystemet.

Slutligen illustrerar figurerna 9-12 fyra alternativa utföringsformer av antennsystemet enligt uppfinningen. Så- som framgår av figurerna kan olika delar hos antennsystemet se olika ut beroende på exempelvis det tillgängliga utrym- met inuti den portabla kommunikationsenheten.

Uppfinningen har beskrivits ovan med hänvisning till en för närvarande föredragen utföringsform. Emellertid är andra utföringsformer än den ovan beskrivna, såväl som många modifieringar, variationer och ekvivalenta anordning- ar, möjliga inom uppfinningsidén, såsom denna definieras av det bifogade oberoende patentkravet.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 518 988 v PATENTKRAV

1. Inbyggt, multiband, multiantennsystem (1) för en portabel kommunikationsenhet (10), innefattande, i kombina- tion: en första antenn (2, 4, 5), vilken är resonant i ett första och andra frekvensband, ett parasitelement (6), som är placerat bredvid den första antennen, vilket är resonant i ett tredje frekvens- band, och en andra antenn (3), som är resonant i ett fjärde frekvensband, varvid den första antennen, parasitelementet och den andra antennen är anordnade pà ett gemensamt flexibelt sub- strat.

2. Antennsystem enligt kravet 1, varvid den första antennen (2, 4, 5) och den andra antennen (3) är PIFA- antenner»

3. Antennsystem enligt kravet 2, varvid den första antennen (2, 4, 5) har en första matningsbana (7b) och en första jordbana (7a), parasitelementet (6) har en andra jordbana (7c), och den andra antennen (3) har en andra matningsbana (7e) och en tredje jordbana (7d).

4. Antennsystem enligt kravet 3, varvid den första antennen (2, 4, 5) har en GSM-del (4) och en DCS-del (5), parasitelementet arbetar i PCS-bandet, och den andra antennen (3) är en Bluetooth”-antennen.

5. Antennsystem enligt något av de föregående kra- ven, varvid parasitelementet (6) är placerat mellan den första antennen (2, 4, 5) och den andra antennen (3) för 10 15 20 25 . . . . . .. ......": 518 9888 .no o» att tillhandahålla en högimpedansblockering mellan anten- nerna .

6. Antennsystem enligt något av de föregående kra- ven, vidare innefattande en antennbärare (9), på vilken det gemensamma flexibla substratet är tillhandahållet i en vikt fördelning.

7. Portabel kommunikationsanordning (10) innefattan- de ett kretskort (13), ett antennsystem (l) enligt något av kraven l-6, kännetecknad av och en antennanslutning (ll) för att ansluta antennsyste- met till kretskortet (13).

8. Portabel kommunikationsenhet enligt kravet 7, an- tennsystemet (1) enligt definitionen i krav 3, varvid an- tennanslutningen (ll) innefattar en grupp av fem pogopinnar (12), av vilka var och en är inriktad med respektive en av (7a), andra jordningsbanan (7c), andra matningsbanan (7e) och den första matningsbanan (7b), första jordningsbanan tredje jordningsbanan (7d).

9. Portabel kommunikationsenhet enligt kravet 7 el- ler 8 varvid enheten är en mobiltelefon.