SE527203C2 - TV-antenn till mobil terminalanordning - Google Patents

Description

30 35 40 527 203 terrninalanordningen så att den för TV-mottagning använda antennen kan till- verkas billigt och enkelt och vara relativt okritisk beträffande sin placering i mobiltelefonen.

PROBLEMLÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås om den mobila terminalanordningen kännetecknas därav, att telefoniantennen är en E-faltsantenn medan TV-antennen är en H-fältsantenn.

Genom dessa särdrag vinnes de stora fördelarna att för telefoni kan användas konventionella antenner, vilka arbetar som E-faltsantenner och vilka där- igenom enkelt kan utformas som multipelbandsantenner enligt väl beprövad teknik. Därutöver uppnås med utfommingen av TV-antennen som H-faltsantenn dels mycket kompakta byggmått, dels stor selektivitet och stor störningsokänslighet. Vidare blir placeringen av TV-antennen mindre kritisk än vad som skulle vara fallet om en E-faltsantenn användes även där.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas närmre under hänvisning till bifogade ritningar. På dessa visar: fig l ett blockschema över en anordning för TV-mottagning i en mobil- telefon; fig 2 en forsta utföringsfonn av en i en mobiltelefon ingående antenn för TV-mottagning; fig 3 ett kopplingsschema för en i antennen enligt fig 2 ingående avstäni- ningsenhet; fi g 4 ett alternativt utförande av antennen enligt fig 2; och fig 5 ytterligare ett utförande av antennen enligt fig 2.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Uppfinningen kommer nedan att beskrivas exemplifierad med en mobil- telefon. Emellertid skall det i patentkraven angivna uttrycket "mobil terminal- 10 15 20 25 30 35 40 01 v ~ a ro o w anordning" ges en så bred innebörd att däri inbegrips varje terrninalanordning som i sig innehåller telefonikretsar, t ex en laptop med telefon.

Radio- och TV-signaler består av elektromagnetiska fält med ortogonala E-fält och H-falt, där E-fältet är ett spänningsfält och H-fältet är ett magne- tiskt fält. Traditionellt har uteslutande E-fáltsantenner använts för mobil- telefoni, bl a av det skälet att det s k SAR-värdet normalt kan bli lägre.

Den standard som uppfinningsföremålet är avsett att följa är DVB-H (Digital Video Broadcasting Handheld) som är ett digitalt TV-format i frekvensbandet 470-702 MHz. Uppfinningen kan emellertid också finna användning inom andra digitala format samt inom analog TV.

I fig l avser hänvisningsbeteckningen 1 en antennanordning, vilken är avsedd för TV-mottagning. Antennanordningen är ansluten till en lågbrusförstärkare 2, vilken i sin tur är ansluten till en switch 3, vilkens ändamål nännre skall beskrivas nedan, och vilken är ansluten till en TV-mottagare 4. TV-mottaga- ren 4 är försedd med en kanalvälj are eller en anordning för fiekvensinställ- ning. Denna kanalväljare har en utgång 5 för en styrspärining, vilken är av- sedd att styra en i antennanordningen l ingående avstämningsenhet 6 för av- stämning av antennanordningens 1 resonansfrekvens. Avstämningsenheten har en ingång 7 för den nämnda styrspänningen.

Såsom antytts har avstärnningsenheten 6 till ändamål att stämma av antenn- enheten 1 så att denna endast får en enda, väl definierad resonansfrekvens som välj es så att resonansfrekvensen stämrner överens med centrumfrekven- sen i en speciell TV-kanal. Utanför denna inställda frekvens "ser" antenn- anordningen 1 ingen strålningskälla för elektromagnetisk strålning.

I fig 2 visas mera i detalj en första utföringsform av antennanordningen l. Av figuren framgår att antennanordningen har en metallisk eller av annat elekt- riskt ledande material framställd, sluten slinga eller loop 8 i vilken avstäm- ningsenheten 6 är inkopplad. I den visade utföringsformen är den slutna slingan 8 visad med cirkulär form men detta är inte nödvändigt utan slingan kan ges ett stort antal varierande former, så länge dessa får en någorlunda stor innesluten yta i förhållande till slingans linjära längd.

Ungefärligen diametralt mitt emot avstämningscnheten 6 har slingan 8 en jordningspunkt 9, vilken i den visade utföringsfonnen via en ledning 10 är ansluten till skärmen i en koaxialkabel 1 1, vilken i sin tur indirekt eller direkt (se nedan) är kopplad till TV-mottagaren 4 och jord. I detta sammanhang 10 15 20 25 30 35 40 F27 203 4 skall uttrycket "diametralt rnitt emot" tolkas på ett mycket brett sätt och kan ungefärligen ges innebörden att den linjära längden på slingan på ömse sidor om jordningspunkten 9 och fram till avstämningsenheten 6 skall vara någor- lunda lika stor. Uttrycket skall också äga tillämplighet på slingor som har oval, trekanti g, fyrkantig eller mångkantig utformning av slingan.

Slingan 8 är huvudsakligen magnetiskt kopplad till en inre slinga 12, vilken kan ha samma generella utformning som den yttre slingän 8.

Den inre slingan 12 är såsom namnet antyder placerad invändigt i den yttre slingan 8 och i samma plan som denna och har vidare sin ena ände ansluten till jordningspunkten 9 medan dess andra ände är ansluten till RF-ledningen 13 i koaxialkabeln 11.

För det frekvensområde, som normalt används för DVB-H, 470-702 MHz, kan den yttre slingan 8 ha en diameter eller ett tvärmått i storleksordningen ca 3 cm. Den inre slingan 12 är proportionerligt mindre ungefärligen såsom visas i fig 2. Den inre slingan skall ha en inskriven area, som uppgår till ca 10% av den av den yttre slingan 8 inskrivna arean.

Pga den inre slingans 12 mindre fysiska dimensioner kan denna få en egen resonansfrekvens som ligger betydligt högre än frekvensema inom de fre- kvensband, som kan ställas in för den yttre slingan 8. Således kan den inre slingan 12 ges en egen resonansfrekvens i storleksordningen 2-3 GHz. Detta innebär att den inre slingan kan stämmas av till ett frekvensområde, som passar samman med bluetooth-standard varför antennanordningen 1 utöver egenskapen att vara en god mottagarantenn för TV också kan vara en antenn arbetande i fiekvensområdet 2,4-2,5 GHz, t ex för en bluetooth- eller WLAN- tillämpning (Wireless Local Area Network).

I fig 1 visas mellan lågbrusförstärkaren 2 och TV-mottagaren 4 en switch 3, vilken används om den ovanstående funktionen skall utnyttjas. Således är det med switchen 3 möjligt att koppla in t ex en bluetooth-enhet 25 till antenn- anordningen 1.

F ig 3 visar en föredragen utföringsfonn av den avstämningsenhet 6, som ingår i antennanordningen 1 enligt uppfinningen. Detta markeras med den streckade ramen 6. Av figuren fiamgår att den yttre slingan 8 sträcker sig in i avstäm- ningsenheten 6 med sina motsatta ändar, varvid dessa båda ändar är anslutna till varsin varikapdiod 14. De båda varikapdioderna är förbundna med var- andra via en ledning 15, som går genom en kopplingspunkt 16. Till kopp- 10 15 20 25 30 35 40 527 203 lingspunkten 16 är det anslutet en induktans 17, vilken via en ledning 18 är ansluten till avstärnningsenhetens 6 ingång 7 för styrspänning från TV-mot- tagaren, vidare har ledningen 18 förbindelse med jord 19 via en kapacitans 20.

I ett praktiskt utförande kan TV-mottagaren förse ingången 7 med en styr- spärming ungefarligen i området 0,5-3 V och där styrspärmingen är proportio- nell mot den aktuella frekvensen vid TV-mottagning. Denna variabla styr- spänning får varikapdiodema 14 att ändra kapacitans så att därigenom antenn- anordningen 1 blir avstämd till rätt frekvens.

I slingan 8 kommer vid mottagning att bildas strömmar, vilka i första hand skall ledas till TV-mottagaren som insignal till denna. Det är således inte önskvärt att ström tappas av från antennanordningen 1 och hamnar på annat ställe. Strömmama i slingan 8 är högfrekventa varför induktansen 17 kommer att ge upphov till en mycket stor impedans som hindrar eller åtminstone kraftigt minskar strömläckage genom ledningen 18 till ingången 7. Eventuellt genom induktansen 17 passerande högfrekventa strömmar går via kapacitan- sen 20 till jord 19 så att därigenom TV-mottagarens utgång 5 för styrspänning skyddas mot högfrekventa strömmar.

I fig 2 kan den inre slingan 12 sägas bestå av en egen ledare eftersom det till skillnad från vad som visas i figuren är möjligt att rent fysiskt placera jord- ningspunkten 9 betydligt närmre RF-ledaren 13 i koaxialkabeln 11.

I fig 4, som visar en modifierad utföringsfonn av antennanordningen 1, har den yttre slingan fått en oval eller elliptisk form. Denna ellipsfonn är dock inte så långsträckt eller smal att förhållandet mellan den av slingan 8 inne- slutna arean och slingans linjära längd blir alltför litet. Slingan 8 skulle också kunna vara mera kantig än vad som framgår av fig 4.

I utföringsformen enligt fig 4 är den inre slingan 12' utformad på ett något armorlunda sätt än vad som framgår av fi g 2. Fortfarande består den inre slingan 12' av ett stycke RF -ledare 13, vilket i en kopplingspunkt 21 är an- slutet till slingan 8. J ordningspunkten 9 och kopplingspunkten 21 är i denna utföringsform skilda åt. I denna utföringsform kan den inre slingan 12' också anses innefatta ett ledaravsnitt 22, som ligger mellan kopplingspunkten 21 och den punkt där RF-ledaren 13 korsar den yttre slingan 8. Ledaravsnittet 22 kommer därför att få dubbla fimktioner och utgör dels en del av den yttre slingan 8 men också en del av den inre slingan 12'. 10 15 20 25 30 35 40 E27 203 I fi g 5 visas ytterligare en modifierad utföringsfonn av antennanordningen l enligt uppfinningen. Av figuren framgår att den yttre slingan 8 i denna ut- föringsform har givits en rektangulär utfomming. Det skall understrykas att förhållandet mellan längd och bredd på denna rektangel kan variera och att även hömen i rektangeln kan vara avrundade mer eller mindre.

I likhet med ovan beskrivna utfóringsfonner har antennanordningen en av- stämningsenhet 6 med en ingång 7 för styrspärming sarnt dessutom en jord- ningspunkt 9. Av figuren framgår att jordningspunkten 9 inte befinner sig exakt mittemot avstämningsenheten 6 utan är förskjuten något längs ena lång- sidan av den yttre slingan 8. Detta illustrerar att det ovan angivna uttrycket "väsentligen diametralt mittemot" skall ges en mycket vidsträckt tolkning.

Av figuren framgår vidare att RF -ledningen 13 i denna utföringsfonn är av- ledd i riktning bort från jordningspunkten 9 och är ansluten till den yttre slingan 8 i en kopplingspunkt 23. I denna utföringsform har den inre slingan 12" fått en form liknande ett L. Det framgår vidare att i likhet med utförings- formen enligt fig 4 har ett ledaravsnitt 24 dubbla funktioner genom att det dels utgör en del av den yttre slingan 8 men också en del av den inre slingan l2".

Genom variering av storleken och formen på den inre slingan 12, 12' och l2" är det möjligt att ge den inre slingan en egen resonansfrekvens, som kan användas till en RF-enhet arbetande i frekvensområdet 2-3 GHz, exempelvis en bluetooth-enhet.

En antennanordning 1 av den ovan beskrivna H-fåltstypen är mycket selektiv.

Detta innebär att den utan risk att störas kan placeras nära sändande antenner inom telefoniorrirådet. Vidare blir den betydligt mera okänslig för placering intill ett jordplan, ett batteri eller något armat störande föreniål än vad en för telefoniändamål normalt använd antenn skulle vara. Antennanordningen enligt uppfinningen kan därför placeras på ett inre skal till en mobiltelefon men också, eventuellt som en dekoration, fullt synlig på utsidan av ett yttre skal till mobiltelefonen.

Antennanordningen l kan således realiseras genom metallisering av plast- detalj er ingående i inre eller yttre skal till en mobiltelefon. Metalliseringen av plastdetalj erna kan t ex åstadkommas med någon form av MID (Moulded Interconnect Device) -teknik Andra framställningsförfaranden kan exempel- vis vara IMD (In Mould Decoration) -teknik eller någon av de närbesläktade teknikerna IMF (In Mould F oiling) eller IML (In Mould Labelling). Dessa 10 527 203 tekniker är välkända för fackmannen och innebär att antennanordningen och även vissa delar av avstämningsenheten enkelt kan integreras med plastdetal- jen i en gjutningsprocess. Ytterligare en möjlighet for tillverkning ligger i an- vändning av s k flexfilm som sedan kan fästas på en plastdetalj eller integre- ring i ett konventionellt lcretskort. Antennanordningen kan även framställas som en separat komponent i metall eller ledande plast.

Den i fig l visade lågbrusñirstärkaren l kan vara helt eller delvis integrerad med antennanordningen 1 enligt uppfinningen. Den kan emellertid också vara integrerad med 'FV-mottagaren 4. På motsvarande sätt kan åtminstone vissa delar av avstämningsenheten 6 men också hela denna vara integrerade med antennanordningen 1.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 597 203 PATENTKILÄV

1. l. Mobil terrninalanordning, såsom en mobiltelefon, innefattande sändande och mottagande telefonikretsar, minst en till dessa kretsar ansluten sändande och mottagande telefoniantenn, en TV-mottagare (4) och en därtill ansluten TV-antenn (l), k ä n n e t e c k n a d därav, att telefoniantennen är en E-fáltsantenn medan TV-antennen (1) är en H-tältsantenn.

2. Mobil terminalanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att E-fáltsantennen är en flerbandsantenn medan H-fältsantennen (1) har en av- stämningsenhet (6) för frekvens/kanalinställning.

3. Mobil terrninalanordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att TV-mottagaren (4) har en utgång (5) for en variabel styrspänning och att denna styrspänning är anslutbar till avstämningsenheten (6).

4. Mobil terrninalanordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en lågbrusforstärkare (2) i elektriskt hänseende är inkopplad mellan H-fältsantennen (1) och TV-mottagaren (4).

5. Mobil terminalanordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att lågbrusförstärkaren (2) är integrerad med H-fältsantennen (1).

6. Mobil terrninalanordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att lågbrusfórstärkaren (2) är integrerad med TV-mottagaren (4).

7. Mobil terminalanordning enligt något av kraven 2-6, k ä n n e t e c k - n a d därav, att åtminstone vissa delar av avstärnningsenheten (6) är integre- rade med H-fältsantennen (1).

8. Mobil terminalanordning enligt något av kraven 2-7, k ä n n e t e c k - n a d därav, att avstärnningsenheten (6) är integrerad med H-fältsantennen (1)-

9. Mobil terrninalanordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k - n a d därav, att det i elektriskt hänseende mellan H-fältsantennen (1) och TV- mottagaren (4) via en switch (3) är anslutet till en RF-enhet (25) arbetande i frekvensbandet 2-3 GHz.

10. _10. Mobil terrninalanordning enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att en i H-fáltsantennen ( 1) ingående inre slinga (12, 12', 12") är anordnad som antenn till RF-enheten (25).

11. Mobil terminalanordning enligt något av kraven 1-10, k ä n n e te c k - n a d därav, att H-fáltsantennen (1) är anordnad på eller i ett yttre hölje till terrninalanordningen.

12. Mobil terminalanordning enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k - n a d därav, att H-fáltsantennen (1) är anordnad på eller i ett inre hölje till terminalanordningen.