SE520290C2

SE520290C2 - Elektriskt litet antennorgan

Info

Publication number: SE520290C2
Application number: SE9903142A
Authority: SE
Inventors: Roger Gustafs
Original assignee: Smarteq Wireless Ab
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2003-06-24
Also published as: AU7465100A; WO2001018904A1; SE9903142L; SE9903142D0

Description

25 30 520 290 2 En fördel med föreliggande uppfinning är att matningen av antennorganet är mycket enkel. En annan fördel med föreliggande uppfinning är att antennen är relativt enkel att tillverka.

En ytterligare fördel med föreliggande uppfinning är att antennen visar ett bra strålningsmönster.

Ytterligare en annan fördel med föreliggande uppﬁnning är att de olika delarna av antennen med lätthet kan lagras innan montering av antennen.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer detaljerat med hänvisning till föredragna utföringsformer därav och också med hänvisning till de bifogade rit- ningarna.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1a visar en utföringsform av en antennanordning enligt uppfinningen arrangerad på ettjordplan.

Figur 1b visar strålningsstrukturen hos antennanordningen enligt figur 1a i plant tillstånd.

Figur 1c visar en principiell funktion hos antenn enligt figur 1a.

Beskrivning av en föredragen utföringsform l denna beskrivning ska det inses att antennsystemet enligt uppfinningen är drivbart för att mottaga och/eller sända radiosignaler. Även om en term häri an- vänds som förslår en specifik signalriktning ska det inses att en sådan situation kan täcka denna signalriktning och/eller dess motsatta riktning.

Med hänvisning till figur 1a och 1b visas en utföringsform av en an- tennanordning 1 enligt uppfinningen. Antennanordningen är arrangerad för att sända/mottaga RF-vågor i ett enda frekvensband, t.ex., i bandet 900 MHz.

Antennanordningen 1 ska anslutas till en radiokommunikationsanordning (ej visad), företrädesvis bärbar, och/eller arrangerad på ett fordon. Såsom visas i figuren är antennanordningen 1 arrangerad på en ledande del 20, såsom en for- donskropp. Denna ledande del 20 med en minimal radie på M4 eller med raka el- ler meanderformade armar M4 långa kommer att fungera såsom ett jordplan. Den ledande delen 20 kan ersättas av ett ledande jordplan av lämplig storlek i en ra- diokommunikationsanordning, t.ex., ett PCB (tryckt kretskort). l dessa fall kan an- l5 20 25 30 520 290 3 tennanordningen 1 vara integrerad i en mobil radiokommunikationsanordning, såsom en radiotelefon eller en dator.

Antennanordningen 1 innefattar en strålande struktur 10,12,14 inne- fattande ett strålande huvudparti 10, en strålande första förgrening 12 för sänd- ninglmottagning av RF-vågor i det enda frekvensbandet och en strålande andra förgrening 14. De första 12 och andra 14 förgreningarna är ledande förbundna med huvudpartiet 10.

Huvudpartiet 10, som väsentligen är rektangulärt format, innefattar en första sida, en andra sida, en första ände och en andra ände. Den första förgre- ningen 12 och den andra förgreningen 14 innefattar vardera två väsentligen rek- tangulära partier 12a, 12b, 14a, 14b. De rektangulära partierna 12a,12b,14a,14b innefattar vart och ett en första ände, en andra ände, en första sida och en andra sida.

Det första långsträckta rektangulära partiet 12a hos den första förgrening- en är väsentligen parallell med det långsträckta huvudpartiet 10. Det första lång- sträckta rektangulära partiet 12a hos den första förgreningen 12 är elektriskt an- sluten till huvudpartiet 10 via det andra rektangulära partiet 12b. Den första sidan hos det andra rektangulära partiet 12b är ansluten vid den andra änden av den andra sidan hos det långsträckta första rektangulära partiet 12a. Den andra sidan av det andra rektangulära partiet 12b, mittemot den första sidan, är ansluten till den första sidan hos huvudpartiet mellan den första änden och den andra änden av huvudpartiet.

Det första långsträckta rektangulära partiet 14a hos den andra förgrening- en är väsentligen parallell med det långsträckta huvudpartiet 10. Det första lång- sträckta rektangulära partiet 14a hos den andra förgreningen 14 är elektriskt an- slutet till huvudpartiet 10 via det andra rektangulära partiet 14b hos den andra för- greningen 14. Den första sidan hos det andra rektangulära partiet 14b är ansluten vid den andra änden av den andra sidan hos det första långsträckta rektangulära partiet 14a. Den andra sidan hos det andra långsträckta rektangulära partiet 14b, mittemot den första sidan, är ansluten till den första sidan hos huvudpartiet 10 vid den första änden av huvudpartiet.

Den strålande strukturen 10,12,14 ska anslutas till en transmissionsled- ning vid ett matarparti 5 arrangerat på en första ände av den första delen 12a hos 15 20 25 30 520 290 4 n» m den första förgreningen 12. Matarledningen är ansluten till sändtagarkretsar hos en radiokommunikationsanordning.

Den första änden av det första partiet 14a hos den andra förgreningen 14 är en fri ände. Den första änden hos huvudpartiet 10 är ansluten till jord. Avståndet mellan den första änden hos huvudpartiet och den första änden hos det första partiet 14a i den andra förgreningen 14 utmed huvudpartiet och den andra förgre- ningen 14 är cirka M4, där x är våglängden hos det enda frekvensbandet. Den andra förgreningen 14 kan avstämmas till sin frekvens genom attjustera avståndet mellan den första änden hos huvudpartiet 10 och den första änden hos det första partiet 14a i den andra förgreningen 14, t.ex., genom att kapa vid den första änden hos det första partiet 14a i den andra förgreningen 14.

Den första änden av det första partiet 12a hos den första förgreningen 12 är en första ände hos den första förgreningen 12. Den andra sidan av det andra partiet 12b hos den första förgreningen är en andra ände hos den första förgre- ningen. Den första änden hos det första partiet 14a hos den andra förgreningen 14 är en första ände hos den andra förgreningen 14. Den andra sidan av det andra parti 14b hos den andra förgreningen 14 är en andra ände hos den andra förgre- ningen.

Längden hos den första förgreningen är satt vid justering av antennen.

I den föreliggande utföringsformen är längden väsentligen N12.

Den strålande strukturen 10,12,14 är arrangerad på ett substrat 20. Den första änden av huvudpartiet kan vara försedd med anslutningsben som passerar genom hål i substratet 20. Benen löds sedan företrädesvis på substratet 20.

Substratet 20 med ett ledande parti av en lämplig storlek är nöjaktig för antennfunktionen, och antennanordningen 1 kan monteras på en bärbar radio- kommunikationsanordning. Om emellertid antennanordningen 1 är monterad vid en liten höjd, t.ex., 0,5 mm ovanför ett fordonstak eller -kropp, är ledande partier av fordonet kopplade, företrädesvis kapacitivt, till substratet 20 med ett minskat le- dande parti av en lämplig storlek. I detta fall fungerar de ledande partierna också som jordplan. Om de är monterade på (på eller i) en bärbar kommunikationsan- ordning, såsom en för hand bärbar radiotelefon, kan de ledande partierna, t.ex., PCB hos radiokommunikationsanordningen vara kopplade, företrädesvis kapaci- tivt, till substratet 20, varvid dessa ledande partier också fungerar såsom jordplan. 10 15 20 25 30 520 290 5 u: .f Den strålande strukturen 10,12,14 visas vara arrangerad i en krökt forma- tion på substratet 20. Såsom nämnts ovan är den första änden hos huvudpartiet elektriskt kopplad till substratet 20. Den första änden av det första partiet 12a i den första förgreningen 12 är elektriskt isolerad från substratet 20, dvs., jord. Den and- ra änden av huvudpartiet tillsammans med den andra änden av det andra partiet 14b i den andra förgreningen 14 och den andra änden av det första partiet 14a i den andra förgreningen 14 är anordnade vid den höjd h ovanför substratet 20. När man ändrar höjden h kommer en resonansfrekvens i den strålande strukturen 10,12,14 att ändras samtidigt. Nämnda höjd h är ett organ för att frekvensavstäm- ma det enda frekvensbandet. h är i området 0 - N24.

Den strålande strukturen 10,12,14 tillverkas företrädesvis genom stans- ning eller kapning av strukturen från en ledande platta, exempelvis metallplatta.

Förgreningarna 12 och 14 och huvudpartiet 10 erhåller företrädesvis bandformer, dvs., bredden hos förgreningarna och huvudpartiet i planet för den strålande strukturen är väsentligen större än tjockleken vinkelrät i förhållande till planet hos strukturen. Den första änden av huvudpartiet är företrädesvis bildad med styr- ningsben och möjliga anslutningsben. Substratet 20 förses sedan med hål för mottagande av benen. Benen och/eller änden av huvudpartiet limmas eller löds på substratet 20.

I figur 1c visas schematiskt strömflödena i antennanordningen enligt figur 1a med pilar. Såsom framgår flyter strömmarna i huvudpartiet 10 och det första partiet 12a hos den första förgreningen 12 i samma riktning. Ett första delparti av huvudpartiet parallellt med det första partiet 12a hos den första förgreningen 12 strålar mest. Det första partiet 14a hos den andra förgreningen 14 och ett andra delparti av huvudpartiet 10, parallellt med det första partiet 14a hos den andra för- greningen 14, strålar mindre än det första partiet 12a hos den första förgreningen 12. Strömmarna i det första partiet 14a i den andra förgreningen 14 och det andra delpartiet av huvudpartiet 10 parallellt med det första partiet 14a hos den andra förgreningen 14 är riktade i motsatta riktningar vilket resulterar i liten strålning i fjärrfältet från partierna. Pilen 9 indikerar polariseringsriktningen för RF-vågorna utstrålade från den strålande strukturen 10,12 och 14.

Nämnda första och andra förgreningar 12,14 i antennorganet innefattar var och en ett andra parti 12b,14b där nämnda andra parti väsentligen företrädes- 520 290 6 vis har mindre ytarea än motsvarande första partier 12a,14a och är väsentligen rektangulärt formade.

Nämnda första och andra förgreningar 12,14 i antennorganet kan väsent- ligen ha samma bredd. 5 Den första förgreningen 12 i antennorganet kan ha en annan tjocklek jämfört med den andra förgreningen 14.

Den första förgreningen 12 i antennorganet kan ha en annan bredd jämfört med den andra förgreningen 14.

Bredden hos varje förgrening 12,14 i antennorganet är mindre än längden 10 hos förgreningarna.

Claims

10 15 20 25 30 520 290 ? PATENTKRAV

1. Ett antennorgan för att sända och/eller mottaga RF-signaler i åtminstone ett första frekvensband, innefattande: - ett jordplansorgan (20) arrangerat att anslutas till jord hos en kretsanordning hos en radiokommunikationsanordning, kännetecknad av, - en ledande strålningsstruktur (10,12,14) med ett väsentligen rektangulärt huvudparti (10), en första förgrening (12) och en andra förgrening (14), - varvid en första ände av den första förgreningen (12) är ett matarparti (5), - en andra ände av den första förgreningen (12) är ansluten till en första sida av huvudpartiet (10) mellan en första ände och en andra ände av huvudpartiet (10), - en yta hos den första förgreningen (12) är i ett gemensamt plan med en yta hos huvudpartiet ( 10), - en första ände av huvudpartiet (10) är anslutningsbar till jord, - en andra ände av den andra förgreningen (14) är ansluten till den första eller andra sidan vid en andra ände av huvudpartiet (10), - en yta av den andra förgreningen (14) är i ett gemensamt plan med ytan hos huvudpartiet (10), - en första ände av den andra förgreningen (14) är en fri ände, - varvid den ledande strålningsstrukturen är krökt på ett sådant sätt att den andra änden av huvudpartiet (10),och en andra ände av ett första parti (14a) i den andra förgreningen (14) är vid den höjd h ovanförjordplanet för mekanisk avstämning av frekvensbandet eller frekvensbanden.

2. Antennorganet enligt patentkravet 1, kännetecknat av att huvudpartiet (10) plus den andra förgreningen (14) har en total längd på väsentligen M4 vid ett frekvensband.

3. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknat av att ett första långsträckt parti (12a) i den första förgreningen (12) och det första långsträckta partiet (14a) i den andra förgreningen (14) är parallella med det långsträckta huvudpartiet (10). 15 20 25 30 520 290 8' m ..-

4. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att den första och andra förgreningen (12,14) var och en innefattar ett andra parti (12b,14b) med en väsentligen mindre ytarea än motsvarande första partier (12a,14a) och är väsentligen rektangulärt formade och arrangerade vid den andra änden av en andra sida hos de första partierna (12a,14a).

5. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att höjden h är i området av 0-1/24.

6. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-2, kännetecknat av att den första förgreningen (12) har en längd på väsentligen H12 vid ett frekvensband.

7. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att den ledande strålningsstrukturen är tillverkad av en ledande platta.

8. Antennorganet enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att den ledande strålningsstrukturen är arrangerad på en sida av ett dielektriskt substrat.

9. Antennorganet enligt patentkravet 5, kännetecknat av att den ledande strålningsstrukturen är arrangerad inuti det dielektriska substratet.

10. Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att huvudpartiet (10), de första och andra förgreningarna (12,14) väsentligen är bandformade.

11. kännetecknat av att huvudpartiet (10), de första och andra förgreningarna (12,14) Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, väsentligen har samma tjocklek.

12. Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att de första och andra förgreningarna (12,14) väsentligen har samma bredd. 10 520 290 q _

13. Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att den första förgreningen (12) har en annan tjocklek jämfört med den andra förgreningen (14).

14. Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att den första förgreningen (12) har en annan bredd jämfört med den andra förgreningen (14).

15. Antennorganet enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att bredden hos varje förgrening (12,14) är mindre än längden hos förgreningarna.