SE526210C2

SE526210C2 - Antennanordning för en bärbar radiokommunikationsapparat

Info

Publication number: SE526210C2
Application number: SE0303547A
Authority: SE
Inventors: Ermin Pasalic
Original assignee: Amc Centurion Ab
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2005-07-26
Also published as: KR20050069850A; KR100581442B1; SE0303547D0; WO2005064742A1; SE0303547L

Description

526 210 Genom att tillhandahålla en antennanordning för en bärbar ra- diokommunikationsapparat, såsom en mobiltelefon eller en GPS- mottagare, innefattande en kvartsvåg-QHA-struktur med en kort- sluten ände jordad koaxiellt längs insidan av den kvadrifilära helixstrukturen, tillhandahålls en kort antennanordning som har ett axialförhållande, antennförstärkning' och strålnings- mönster jämfört med den av en halvvägs-QHA-struktur.

Ytterligare egenskaper och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att vara uppenbara från den följande beskrivning- ell.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att förstås mer fullständigt från den detaljerade beskrivningen av utföringsformer given nedan och de medföljande figurerna, som ges för illustration endast, och således inte är begränsande för föreliggande upp- finning, varvid: figur 1 visar en kvadrifilär helixantennstruktur av en kvarts våglängd enligt en första utföringsform av föreliggande upp- finning, figur 2 illustrerar en kortslutningsanordning enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, och figur 3 illustrerar en kortslutningsanordning enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer I den följande beskrivningen, för förklarande syften och inte begränsande syften, anges specifika detaljer, såsom särskilda tekniker och tillämpningar för att tillhandahålla en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. Det är emellertid up- 526 210 penbart för en fackman inom området att föreliggande uppfin- ning kan praktiseras i andra utföringsformer som avviker från dessa specifika detaljer. I andra fall utesluts detaljerad be- skrivning av välkända metoder och apparater för att inte för- dunkla beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

En första utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med referens till figur 1.

En antennanordning för :H1 bärbar radiokommunikationsapparat, såsom en mobiltelefonen eller en GPS-mottagare, innefattar en kvadrifilär helixstruktur (QHA) med en kortsluten ände med en längd av approximativt X/4 av en önskad överföringsfrekvens.

Detta komer härefter att hänvisas till som en kvartsvågs-QHA- struktur.

Kvartsvågs-QHA-strukturen innefattar fyra strålande element 1, av vilka vart och ett är i en första ände elektriskt ansluten till ett matningsnät 4 och i en andra ände elektriskt ansluten till en kortslutningsanordning 2. Kortslutningsanordningen 2 är formad som ett cirkelelement, på vars periferi de strålande elementen 1 är anslutna till.

Antennanordningen innefattar vidare en jordning 3, företrädes- vis ett jordningsstift, anordnat koaxiellt längs insidan av kvartsvågs-QHA-strukturen, elektriskt anslutande kortslut- ningsanordningen 2 till jord på matningsnätet 4. Matningsnätet 4 kommer, när antennanordningen monteras i mobiltelefonen el- ler GPS-mottagaren, att vara elektriskt anslutet till RF-kretsar och jord i mobiltelefonen eller GPS-mottagaren. Al- ternativt kan jordningen vara elektriskt ansluten direkt till jord i nmbiltelefonen eller GPS-mottagaren, när antennanord- ningen är monterad därtill. 526 210 Matningsnätet 4 är anordnat att mata de fyra strålande elemen- ten 1 med en fasskillnad av 90° för att tillhandahålla ett cir- kulärpolariserat strålningsmönster. Till följd av den koaxiala jordningen 3 är det möjligt att uppnå ett mycket gott axial- förhållande för strålningsmönstret. Vidare uppnås en bred strålvidd och en stabil mekanisk konstruktion, till följd av koaxialjordningen 3.

Där varje strålande element 1 har en längd av 50 mm är höjden av helixstrukturen 40 mm och diametern på kortslutningsanord- ningen är 10 mm, erhålles ett frekvensband av 1525-1660 MHz.

En. andra utföringsfornn av föreliggande uppfinning' kommer nu att beskrivas med referens till figur 2. Denna utföringsform är identisk med den första utföringsformen beskriven ovan, förutom det följande.

Kortslutningsanordningen är formad som två korsande linjeele- ment 10, vars ändar är elektriskt anslutna till de andra än- darna av strålningselementen 1. Jordningen är elektriskt an- sluten till kortslutningsanordningen vid korsningen 11 av de två linjeelementen 10. Korsningen 11 är positionerad i cent- rumlinjen för kvartsvågs-QHA-strukturen.

Härnäst kommer en tredje utföringsform av föreliggande uppfin- ning att beskrivas med hänvisning till figur 3. Denna utfö- ringsform är identisk med den andra utföringsformen beskriven ovan, förutom det följande.

Kortslutningsanordningen innefattar ytterligare ett ringfor- migt element 12 elektriskt anslutet till de andra ändarna av de strålande elementen 1. Detta ringformiga element 12 till- handahål1er~ mer stödstruktur för antennanordningen, jämföret med den andra utföringsformen beskriven ovan. 526 210 En alternativ form för kortslutningsanordningen kan erhållas med det ringformade elementet 13 utan två korsande linjeele- ment 10, men i detta fall behöver jordningen 3 förlängas från mitten av kortslutningsanordningen till det ringformiga ele- mentet 12. Detta kan emellertid ge upphov till viss icke- linjäritet i strålningsmönstret.

En fjärde utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas.

Antennanordningen innefattar separata strålande element för sändning och mottagning. Varje strålande element för sändning och mottagning utgörs av en kvartsvågs-QHA-struktur enligt den första utföringsformen beskriven ovan. De två strukturerna är inflätade med varandra och är båda anslutna till matningsnätet och till kortslutningsanordningen.

Alternativt är båda strukturerna elektriskt anslutna till mat- ningsnätet, men endast den ena av den sändande strukturen och den. mottagande strukturen är elektriskt anslutna till kort- slutningsanordningen. Den andra ena av den sändande strukturen och den. mottagande strukturen är endast kapacitivt ansluten till kortslutningsanordningen.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning kan varieras på ett flertal olika sätt. Sådana variationer avses inte avvika från omfånget av föreliggande uppfinning. Alla sådana varia- tioner som skulle vara uppenbara för en fackman inom området avses vara inkluderade inom omfånget av föreliggande uppfin- ning.

Claims

526 210 6 Patentkrav

1. Antennanordning för en bärbar radiokommunikations- apparat, innefattande - fyra strålande element (1) för att forma en kvadrifilär kvartsvågshelixstruktur vari vart och ett av nämnda strålande element (1) är i en första ände därav anordnat för elektrisk anslutning till RF-kretsar i den bärbara radiokommunikations- apparaten, och vari vart och ett av nämnda strålande element (1) är i en andra ände motsatt nämnda första ände elektriskt anslutet till en motsvarande andra ände av de andra tre strå- lande elementen, således formande en kortslutningsanordningen (2) för de fyra strålande elementen (1), k ä n n e t e c k - n a d a v - en jordning (3) anordnad mellan nämnda kortslutningsanord- ning (2) och en jord för elektrisk anslutning till den bärbara radiokommunikationsapparaten, vari nämnda jordning (3) är an- ordnad koaxiellt längs insidan av nämnda kvadrifilära helix- struktur.

2. Antennanordning enligt krav 1, varvid nämnda kortslut- ningsanordning (2) innefattar två korsande linjeelement (10), vilkas ändar är elektriskt anslutna till nämnda andra ändar av nämnda strålande element (1), och varvid nämnda jordning (3) är elektriskt ansluten vid korsningen (11) för nämnda korsande linjeelement (10).

3. Antennanordning enligt krav 1 eller 2, vari nämnda kortslutningsanordning (2) innefattar ett ringformigt element (12) elektriskt anslutet till nämnda andra ändar av nämnda strålande element (1). 526 210

4. Antennanordning enligt krav 1, *vari nämnda kortslut- ningsanordning (2) innefattar ett cirkelelement, i dess peri- feri anslutet till nämnda andra ändar av nämnda strålande ele- ment (1).

5. Antennanordning enligt krav 4, varvid nämnda jordning (3) är elektriskt ansluten i mitten av nämnda cirkelelement.

6. Antennanordning enligt något av kraven l-5, innefattan- de ett matningsnät (4) elektriskt anslutet till nämnda första ändar av nämnda strålande element (1).

7. Antennanordning enligt krav 6, varvid nämnda jordning (3) är elektriskt ansluten till en jordningsdel i nämnda mat- ningsnät (4).

8. Antennanordning enligt något av kraven l-7, innefattan- de ytterligare en uppsättning av fyra strålande element, posi- tionerade parallellt med den första uppsättningen av fyra strålande element (1) för att tillhandahålla en antennanord- ning med separerade överförings- och mottagningsantennelement.

9. Antennanordning enligt krav 8, varvid var och en av de första ändarna av nämnda andra uppsättning av fyra strålande element är anordnade för elektrisk anslutning till RF-kretsar i den bärbara radiokommnnikationsapparaten, och var och en av nämnda andra ändar i nämnda andra uppsättning av fyra strålan- de element är elektriskt anslutna till nämnda kortslutningsan- ordning.

10. Antennanordning enligt krav 8, varvid var och en av nämnda första ändar i nämnda andra uppsättning av fyra strå- lande element är anordnade för elektrisk anslutning till RF- kretsar i den bärbara radiokommunikationsapparaten, och var och en av de andra ändarna av nämnda andra uppsättning av fyra 526 210 strålande element är kapacitivt anslutna till nämnda kortslut- ningsanordning (2).

11. Bärbar radiokommunikationsapparat innefattande en an- tennanordning enligt något av föregående krav.