SE528105C2 - Antennanordning - Google Patents

Description

20 25 30 35 528 105 kontroll och skiljer sig från land till land. De lägre frekvensbanden 125-134 kHz och 13,56 MHz kan använda induk- tiv koppling och har ett läsavstånd om ca 1 m. Det övre frekvensbandet 860-960 MHz, som använder utbredningskopp- ling, har ett läsavstånd om upp till 10 m och har mer kom- plexa komponenter än de lägre frekvensbanden.

RFID kan även användas i ännu högre frekvensband, 2,45 GHz och 5,8 GHz och kännetecknas av lång läsräckvidd, hög läs- hastighet, krav på siktlinje och hög kostnad. Applikationer för sådana frekvenser innefattar dressinidentifiering, administration av vägtullar, elektroniska vägprissättningssystem (ERP) i Singapore och Hong Kong, fordonsspàrning och lokaliseringssystem av realtidstyp (RTLS).

En fördel med RFID är att etikettdelen kan utföras utan någon intern energikälla. En RFID-etikett använder i stäl- ler energi som tas emot av RF-sändningar från en läsa- re/skrivare för att alstra en responssändning.

Möjliga användningsområden för RFID är informationsutbyte, dubbelriktat mellan enheter, tex för betalning (behovet av en kod bortfaller), inträdeskort och lagerhållning; RFID kan användas som ett automatiskt sätt att samla in informa- tion eller data om produkter, platser, tidpunkter, transak- tioner och givaravläsningar. RFID kan användas som identi- fiering som utförs på millisekunder: ingen siktlinje er- fordras; beröringsfritt arbete i en hård miljö; och samti- dig läsning av flera etiketter. RFID kan använda ID- etiketter som kan: lagra unik ID-information; läsa och skriva data på etiketten; och tjänstgöra som en portabel databärare.

Uppfinningen i sammandrag Två funktioner som sålunda är önskvärda i en portabel ra- diokommunikationsapparat, tex en mobiltelefon, en sladdlös telefon, en PDA, en MP3-spelare, en armbandsklocka, en portföljdator eller andra elektroniska apparater, är möj- 10 15 20 25 30 35 528 105 ligheten att lyssna på en rundradioutsändning och möjlighe- ten att utväxla information med andra apparater utan att sàdan information måste registreras manuellt.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla funktionerna med FM-radio och RFID i en portabel radiokom- munikationsapparat, varvid dessa funktioner skall uppta så litet utrymme som möjligt i apparaten.

Detta syfte uppnås med en antennanordning resp med en por- tabel radiokommunikationsapparat enligt nedanstående pa- tentkrav.

Genom att man anordnar en FM-radioantenn och en RFID-antenn i ett antennelement, kan utrymme sparas i en portabel ra- diokommunikationsapparat, tex en mobiltelefon.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med föreliggande upp- finning framgår av beskrivningen nedan.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning beskrivs nedan genom detaljerad redogörelse för utföringsformer, som endast är illustreran- de och således inte begränsande för föreliggande uppfin- ning, Fig 1 varvid hänvisningar görs till ritningarna, i vilka: visar schematiskt en ramantenn enligt en första utfö- ringsform av föreliggande uppfinning; Fig 2 visar en alternativ utformning av ramantennen i fig 1; i visar schematiskt Fig 3 ett matchande nät för antennanord- ningen enligt den första utföringsformen av förelig- gande uppfinning; Fig 4 visar schematiskt en alternativ utformning av det matchande nätet i fig 3; Fig 5 visar schematiskt en ramantenn enligt en andra utfö- ringsform av föreliggande uppfinning; och 10 15 20 25 30 35 528 105 Fig 6 visar schematiskt ett matchande nät för en antennan- ordnig enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfinning.

Detaljerad boskrivning av utföringsformer I förklarande och inte begränsande syfte anges i nedanstå- ende beskrivning speciella detaljer, såsom speciella tekni- ker och tillämpningar för att man i grunden skall förstå föreliggande uppfinning. För en fackman är det emellertid uppenbart att föreliggande uppfinning kan tillämpas i andra utföringsformer, som skiljer sig från dessa specifika de- taljer. I andra fall är detaljerad beskrivning av välkända metoder och apparater utelämnade för att inte tynga be- skrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detal- jer.

En första utföringsform kommer nu att beskrivas med hänvis- ning till fig 1-4.

En antennanordning för en portabel radiokommunikationsappa- rat, tex en mobiltelefon eller annan elektronisk apparat, innefattar ett enda antennelement för att tillhandahålla FM-radio och RFID för den portabla radiokomunikationsappa- raten. Antennelementet är företrädesvis ett ramantennele- ment såsom visas i fig 1. Antennanordningen innefattar även ett passivt eller aktivt, matchande nät mellan antennele- mentet och RFID- och FM-funktionerna. Den portabla radio- kommunikationsapparaten kan givetvis innefatta andra an- tennelement som ger andra funktioner, tex mobiltelefoni.

Eftersom RFID omfattar kommunikation över mycket kort av- stånd, kan vissa arrangemang utnyttjas för att förbättra kommunikationsavstàndet. För att minimera transmissionsför- lust matas företrädesvis antennelementet obalanserat vid en matningspunkt 1 och en jordningspunkt 2. FM- och RFID- kretsar är anslutna 6 till matningspunkten, och ett jord- ningsorgan 5 är anslutet till jordningspunkten 2. Genom obalanserad matning av antennelementet kan man utelämna en 10 15 20 25 30 35 528 105 symmetreringstransformator. Vidare finns det företrädesvis ett magnetiskt material i antennelementet sam täcker en sida av antennelementet för att reducera kopplingen till näraliggande metallytor, tex ett kretskort eller batteri.

Denna sida skall vara den sidan av antennelementet som är närmast en metallyta. Det magnetiska materialet skall ha hög andel av reell permeabilitet och låg andel av imaginär permeabilitet vid RFID-frekvensen, företrädesvis 13,56 MHz.

Ett alternativ till att anordna ett magnetiskt material är att ha ett distanselement av plast, eller luft, mellan antennelementet och metallytorna. Dessa två alternativ kan givetvis kombineras.

För att tillhandahålla det erforderliga frekvensbandet för FM-radio innefattar det matchande nätet för antennelementet företrädesvis en varaktor 4. Varaktorn 4 kan anslutas till matningspunkten 1 såsom visas i fig 3, eller till jord-_ ningspunkten 2 såsom visas i fig 4.

Vidare kan ramantennelementet innefatta mer än ett varv såsom illustreras med två varv i fig 2. Flera varv ger ökat kommunikationsavstånd för RFID, men samtidigt förbrukar flera varv mer energi. Prövningar har visat att sex varv för ramantennen är att föredra, eftersom detta ger ett optimum mellan ökat kommunikationsavstånd och energiför- brukning. När det finns flera varv är matningspunkten 1 inuti varven och jordningspunkten 2 utanför varven. Det omvända kan vara fallet. Även om varven i ramantennen har visats sâsom_kvadratiskt formade, kan de alternativt ha andra former såsom polygonform, ellipsoidform eller vara staplade.

För att separera sändningar till eller från FM-radion resp RFID kan det finnas en omkopplare. Alternativt kan ett duplexfilter användas för att separera de olika sändningar~ na till eller från den portabla radiokommunikationsappara- ten. Omkopplaren kan vara styrd av användaren genom tex en 20 25 30 35 528 105 knapp, eller också kan en processor i den portabla radio- kommunikationsapparaten automatiskt styra omkopplaren.

En andra utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig 5. Denna andra utfö- ringsform är identisk med den första utföringsformen ovan utom i följande avseende.

Antennelementet innefattar åtminstone två varv. Varvens utformning är uppdelad i ett första parti 7 och ett andra parti 8. Det första partiet innefattar väsentligen fyrkan- tiga varv hos ramantennen. Det andra partiet 8 innefattar ett utsprång från de väsentligen fyrkantiga varven, så att en matningspunkt l inuti varven kan placeras utanför det första partiet 7.

På detta sätt är matningspunkten 1 placerad inuti ramanten- nen men utanför huvudstrálningen. Det andra partiet 8 kan vidare böjas för att placera det ortogonalt mot det första partiet 7. Detta underlättar kontakt med antennelementet.

När matningspunkten 1 är placerad innanför varven är_jord- ningspunkten 2 placerad utanför varven. Företrädesvis är även jordningspunkten placerad i det andra partiet 8.

En tredje utföringsform av föreliggande uppfinning beskrivs nedan med hänvisning till fig 6. Denna tredje utföringsform är identisk med den första utföringsformen ovan utom i följande avseende.

En första 3 och andra 11 matningspunkt för anslutning till FM-radio 10 och RFID 9 är anordnade, varvid matningspunk- terna 3, ll har elektriskt avstånd från varandra i antenn- elementet. Genom att anordna den första matningspunkten 3 för FM elektriskt närmare jordningspunkten 2, jämfört med det elektriska avståndet mellan den andra matningspunkten ll för RFID och jordningspunkten 2, kan det matchande nätet förenklas. 10 15 20 25 528 'IÛB Denna tredje utföringsform kan även appliceras på den andra utföringsformen ovan. I detta fallet kan ett tredje parti vara anordnat för att även medge att den andra matnings- punkten 3 placeras utanför det första partiet 7.

Enligt alla utföringsformerna kan det ovan beskrivna an- tennelementet anordnas i flera lägen i den portabla radio- kommunikationsapparaten. Det kan tex placeras utanför bat- teriet i en mobiltelefon antingen ovanför den cellulära antennen eller på avstånd från den cellulära antennen. Om antennelementet är placerat nära den cellulära antennen kan det störa de cellulära.komunikationerna, och i så fall använder man företrädesvis däremellan placerat magnetiskt material för att reducera störningarna; Om den portabla radiokommunikationsapparaten innefattar flera delar, som exempelvis är ledade till varandra, placeras antennelemen- tet företrädesvis i en del där den cellulära antennen inte är placerad.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning, kan varieras på ett flertal sätt. Sådana variationer skall inte anses ligga utanför uppfinningens ram, som definieras av de ned- anstående patentkraven. Alla sådana variationer som skulle vara uppenbara för en fackman är avsedda att ligga inom ramen för föreliggande uppfinning, som definieras av nedan- stående patentkrav.

Claims (10)

10 25 35 528 105 Patentkrav

1. Antennanordning för en portabel radiokommunikationsappa- rat, som innefattar ett antennelement som är arrangerat för att arbeta i ett första och ett andra frekvensband, känne- tecknad av, att det första frekvensbandet är för FM-radio, och det andra frekvensbandet är för RFID.

2. Antennanordning enligt kravet l, som omfattar ett matchande nät innefattande en varaktor (4) som är ansluten till antennelementet, varvid varaktorn (4) utnyttjas för avstämning av antennanordningen till nämnda första fre- kvensband.

3. Antennanordning enligt kravet 1 eller 2, varvid antenn- elementet är en ramantenn.

4. Antennanordning enligt kravet 3, varvid ramantennen innefattar åtminstone tvâ varv.

5. Antennanordning enligt kravet 3 eller 4, varvid raman- (2), ningspunkt (3) för FM-radio och en andra matningspunkt (11) för RFID. tennen innefattar en jordningspunkt en första mat-

6. Antennanordning enligt kravet 5, varvid den elektriska banan mellan den första matningspunkten (3) och jordnings- punkten (2) är kortare än den elektriska banan mellan den andra matningspunkten (11) och jordningspunkten (3).

7. Antennanordning enligt kravet 3 eller 4, varvid raman- tennen innefattar en matningspunkt (1) för FM-radio och RFID samt en jordningspunkt (2).

8. Antennanordning enligt kravet 7, varvid ramantennen innefattar ett första parti (7), som har fyrkantig form, och ett andra parti (8) som skjuter ut från nämnda fyrkan- tiga parti, varvid matningspunkten (1) är placerad inuti 10 528 105 ramantennen i det andra partiet (8) och jordningspunkten (2) är placerad utanför ramslingan.

9. Antennanordning enligt något av föregående krav, som innefattar ett magnetiskt material vilket täcker en sida av antennelementet.

10. Portabel radiokomunikationsapparat, kännetecknad av, att den innefattar en antennanordning enligt något av föregående krav.